Quantum thermodynamics
| Název práce v češtině: | Kvantová termodynamika |
|---|---|
| Název v anglickém jazyce: | Quantum thermodynamics |
| Klíčová slova: | kvantová koherence, kvantová termodynamika, otevřené kvantové systémy |
| Klíčová slova anglicky: | quantum coherence, quantum thermodynamics, open quantum systems |
| Akademický rok vypsání: | 2015/2016 |
| Typ práce: | bakalářská práce |
| Jazyk práce: | angličtina |
| Ústav: | Katedra makromolekulární fyziky (32-KMF) |
| Vedoucí / školitel: | RNDr. Viktor Holubec, Ph.D. |
| Řešitel: | skrytý - zadáno a potvrzeno stud. odd. |
| Datum přihlášení: | 09.10.2015 |
| Datum zadání: | 16.10.2015 |
| Datum potvrzení stud. oddělením: | 27.10.2015 |
| Datum a čas obhajoby: | 13.09.2018 00:00 |
| Datum odevzdání elektronické podoby: | 20.07.2018 |
| Datum odevzdání tištěné podoby: | 20.07.2018 |
| Datum proběhlé obhajoby: | 13.09.2018 |
| Oponenti: | prof. RNDr. Petr Chvosta, CSc. |
| Zásady pro vypracování |
| 1) Review the available literature on quantum thermodynamics.
2) Apply techniques of quantum thermodynamics on a specific model system of a quantum solar cell. |
| Seznam odborné literatury |
| [1] J. P. Pekola, “Towards quantum thermodynamics in electronic circuits,” Nature Phys., vol. 11, p. 118,
2015. [2] G. S. Engel, T. R. Calhoun, E. L. Read, T.-K. Ahn, T. Mancal, Y.-C. Cheng, R. E. Blankenship, and G. R. Fleming, “Evidence for wavelike energy transfer through quantum coherence in photosynthetic systems,” Nature, vol. 446, p. 782, 2007. [3] N. Lambert, Y.-N. Chen, Y.-C. Cheng, C.-M. Li, G.-Y. Chen, and F. Nori, “Quantum biology,” Nature Phys., vol. 9, p. 10, 2013. [4] M. O. Scully, K. R. Chapin, K. E. Dorfman, M. B. Kim, and A. Svidzinsky, “Quantum heat engine power can be increased by noise-induced coherence,” Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A., vol. 108, p. 15097, 2011. |
| Předběžná náplň práce |
| Výzkum termodynamiky malých systému (tzv. stochastické termodynamiky) se v současnosti čím dál tím více zaměřuje na kvantové procesy [1]. Právě tato oblast výzkumu totiž slibuje objasnění zásadních fyzikálních otázek jako je vliv kvantových koherencí na účinnost fotosyntetických center rostlin a bakterií [2] a také na průběh dalších biologických procesů [3]. Tato oblast fyzikálního výzkumu, která se postupně dostává do podvědomí odborné veřejnosti jako ``Kvantová Biologie'' [3], slibuje nejen hlubší pochopení funkce živých organizmů, ale také široké aplikace v tvorbě dokonalejších technologických postupů (např. výrobu účinnějších solárních článků [4]). Proto je jedním z nejslibnějších témat kvantové termodynamiky výzkum vlivu kvantových koherencí na výkonnost mikroskopických tepelných motorů, zejména solárních článků a fotosyntetických center rostlin. |
| Předběžná náplň práce v anglickém jazyce |
| Currently, the forefront of the stochastic thermodynamics is shifting more towards quantum processes
[1], which potentially promises further ground-breaking paradigm changes as witnessed by the currently active (and controversial) topics of relevance of quantum-mechanical coherences for photosynthetic lightharvesting systems [2] and biological process in general (so called ``Quantum Biolog'') [3] or efficiencies of solar cells [4]. The most promising area here is to investigate how quantum coherences may enhance performance of microscopic devices such as heat engines, i.e. solar cells and photosynthetic systems. |