L’ergotropia delle batterie quantistiche sotto l’effetto Unruh

Abstract degli autori

Studiamo gli effetti dell’accelerazione uniforme sull’ergotropia delle batterie quantistiche modellate come rilevatori di Unruh-DeWitt, sia in configurazioni bipartite sia in configurazioni tripartite. Nel sistema bipartito confrontiamo sistematicamente tre scenari: accelerare la batteria, accelerare il caricatore e accelerare entrambi simultaneamente. Rileviamo che solo l’accelerazione della batteria può indurre la comparsa improvvisa di ergotropia al raggiungimento di una soglia critica di accelerazione, mentre la corrispondente variazione di energia del sistema composto può aumentare o diminuire a seconda dello stato iniziale all’inizio dell’accelerazione. L’accelerazione del caricatore lascia costante l’ergotropia della batteria nel regime perturbativo, mentre l’accelerazione simultanea provoca un decadimento monotono dovuto alla cancellazione coerente della dipendenza da q. Estendendo l’analisi a un sistema tripartito con una batteria e due caricatori, rileviamo che l’accelerazione della batteria induce nuovamente la comparsa di ergotropia, mentre accelerare il caricatore adiacente non la induce, in linea con il caso bipartito in cui viene accelerato il caricatore. Questi risultati mostrano che l’effetto Unruh svolge un duplice ruolo, migliorando e peggiorando le prestazioni delle batterie quantistiche a seconda del sottosistema accelerato e della struttura multipartita; inoltre, mettono in relazione la teoria quantistica dei campi relativistica con la termodinamica quantistica, con rilevanza per piattaforme accessibili sperimentalmente.