| 초록 |
1. Bose-Einstein응축의 비평형 요동특성: 본 연구에서는 3차원 harmonic potential에 갇혀있는 Bose 입자들의 계를 고려하였다. 이 계는 초기에 열과 입자의 교환을 허락하는 저장소와 grand canonical 평형을 이루고 있으며, 입자들을 가두고 있는 harmonic 퍼텐셜의 곡률을 증가시키거나 감소시키면서 계에 비평형 일을 수행한다. 이러한 과정으로 인한 계의 에너지 차이를 측정하여 비평형 일의 분포함수를 조사하였다. 이 분포함수는 온도가 낮아지면서 극도로 비대칭성이 증가하며, 특히 분포함수의 감쇄 scale이 지수화된 일의 평균을 구하는데 관건이 되는 값으로서 어떤 특별한 영역에서는 분포함수의 감쇄가 역수온도보다 느려져 지수일의 평균이 존재하지 않는 특이점이 존재함을 이해했다. 2. N-monomer로 이루어진 polymer pulling: 알려진 바, Jarzynski 측정 장치는 희소사건의 관측이 그의 정확성을 결정하는데, 이때 희소 사건의 관측 확률은 일이 행해지는 과정동안 발생하는 dissipation에 의해 결정 된다. 즉, 일을 행하는 과정이 계를 초기의 평형 상황으로부터 많이 벗어나도록 진행 되었다면 dissipation의 양이 커지게 되고 동시에 일의 가역성은 생성된 엔트로피의 양에 의해 현저히 감소하게 된다. 본 연구에서는 과정의 비가역성과 Jarzynski 등식으로부터 산출된 자유에너지의 오차에 분석을 다중체의 당기는 실험을 통해 조사하였다. 3. 죠셉슨 접합 및 배열에서 일 요동의 양자 및 고전적 특성: 본 연구에서는 RSJ 모형으로 기술되는 죠셉슨 접합에서 외부에서 주입된 전류에 의해 행해진 일의 통계를 조사하였다. RSJ 모형은 양자적 계를 고전적 운동방정식에 근거하여 접근 한다는 흥미로운 점을 지니는데, 양자역학계의 일 요동을 Langenvin 동역학에 바탕하여 조사하는 최초의 시도가 되었다. 한편, RSJ 모형에서 무시된 capacitance 효과를 고려하게 되면 해밀톤 동역학적 접근 방법이 요구되는데, 이 capacitance 효과가 일의 확률 분포 함수에 어떠한 영향을 주는지 규명하였다. 4. 양자역학 측정의 일요동과 시간 비대칭성: 양자 역학에 있어 표준의 측정은 von Neumann의 사영자(projector)로 수식화 된다. 본 과제에서는 이러한 사영자로 기술되는 양자역학의 측정이 야기하는 에너지 변화에 대한 요동정리를 조사하여, 양자역학의 측정과정에 동반한 열역학적 양들, 일과 발생하는 열, 엔트로피 등을 알아내었다. 또한, 시간에 대해 대칭적인 양자역학의 구조에서 어떻게 시간 비 대칭성이 떠오르는가에 대한 하나의 가설로서 양자 측정을 고려하여, 그로 인한 시간 비 대칭성을 정보이론을 통해 조사하였다. |
