Avantage thermodynamique assisté par anisotropie d'une machine thermique quantique à spin local

Nous étudions des machines thermiques quantiques Otto avec un système de travail à deux spins couplés par interaction anisotrope. Selon le choix de différents paramètres, le cycle quantique Otto peut fonctionner comme différentes machines thermiques, y compris un moteur à chaleur, un réfrigérateur, un accélérateur et un radiateur. Nous visons à enquêter sur la manière dont l'anisotropie joue un rôle fondamental dans la performance du moteur quantique Otto (QOE) fonctionnant à différentes échelles de temps. Nous constatons que l'efficacité du moteur augmente avec l'augmentation de l'anisotropie pour l'opération quasistatique, tandis que le frottement interne quantique et la thermalisation incomplète dégradent la performance dans un cycle à temps fini. De plus, nous étudions le moteur thermique quantique (QHE) avec l'un des spins (spin local) comme système de travail. Nous montrons que l'efficacité de ce moteur peut dépasser la limite quantique standard d'Otto, ainsi que la puissance maximale, grâce à l'anisotropie. Cela peut être attribué à des effets d'interférence quantique. Nous démontrons que la performance améliorée d'un QHE à spin local provient des mêmes effets d'interférence que dans un QOE basé sur des mesures pour leur opération à temps fini.