Non-equilibrium reversible dynamics of work production in four-spin system in a magnetic field

Abstract

A closed system of the equations for the local Bloch vectors and spin correlation functions is obtained by decomplexification of the Liouville-von Neumann equation for 4 magnetic particles with the exchange interaction that takes place in an arbitrary time-dependent external magnetic field. The analytical and numerical analysis of the quantum thermodynamic variables is carried out depending on separable mixed initial state and the magnetic field modulation. Under unitary evolution, non-equilibrium reversible dynamics of power production in the finite environment is investigated.

За допомогою декомплексифiкацiї рiвняння Лiувiля-Неймана одержана замкнута система рiвняньлокальних векторiв Блоха та спiнових кореляцiйних функцiй для системи 4 магнiтних частинок з обмiнною взаємодiєю, якi знаходяться в довiльному залежному вiд часу магнiтному полi. Виконано аналiтичний та чисельний аналiз динамiки квантових термодинамiчних параметрiв в залежностi вiд сепарабельного початкового стану системи та модуляцiї магнiтного поля.В умовах унiтарної еволюцiї дослiджено нерiвноважну оборотну генерацiю роботи у найближчому оточеннi.