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2021-02-16Dissertation DOI: 10.18452/22412
Long-time Correlations in Nonequilibrium Dispersion Forces
dc.contributor.authorReiche, Daniel
dc.date.accessioned2021-02-16T10:27:30Z
dc.date.available2021-02-16T10:27:30Z
dc.date.issued2021-02-16none
dc.identifier.urihttp://edoc.hu-berlin.de/18452/23099
dc.description.abstractWir untersuchen die Dynamik von offenen Quantensystemen sowohl im Gleichgewicht als auch im Nichtgleichgewicht. Unser Fokus liegt dabei auf der quantenoptischen Dispersionswechselwirkung zwischen einem mikroskopischen Teilchen und einer komplexen elektromagnetischen Umgebung. Wir sind der Meinung, dass Langzeitkorrelationen in dem System essenziell zum Verständnis der Dynamik des Teilchens beitragen können. Unter Langzeitkorrelationen verstehen wir die Beiträge zur Autokorrelationsfunktion von Quantenoperatoren, die als ein inverses Potenzgesetz in der Verzögerungszeit skalieren. Das Einbeziehen von Langzeitkorrelationen in unser theoretisches Modell sichert die Selbstkonsistenz unserer Beschreibung und ermöglicht es uns, die Rückkopplung der Umgebung auf das Teilchen vollständig zu berücksichtigen. Darüber hinaus erlaubt es uns die Vorhersage von bisher übersehenen Effekten und Mechanismen, die das Verhalten von Dispersionskräften im Gleichgewicht und Nichtgleichgewicht bestimmen. Unsere Beispiele reichen von der Wechselwirkungsentropie des magnetischen Casimir-Polder-Effekts, über den Einfluss von Materialeigenschaften und geometrischen Überlegungen auf experimentelle Aufbauten, bis hin zur Thermodynamik von Quantenreibung. Wir geben den Leser_innen außerdem eine Orientierungshilfe, wann und wie Langzeitkorrelationen in theoretische Modellbildungen einbezogen werden müssten und welche Auswirkungen im Zusammenhang mit quantenoptischen Dispersionskräften zu erwarten sind.ger
dc.description.abstractWe explore the dynamics of open quantum systems in both equilibrium and nonequilibrium situations. Our focus lies on the quantum-optical dispersion interaction between a microscopic particle and a complex electromagnetic environment. We argue that long-time correlations in the system can be essential for understanding the dynamics of the particle. We define long-time correlations as those contributions to the autocorrelation function of quantum operators which scale as an inverse power law in the time delay. Incorporating long-time correlations into our theoretical model safeguards the self-consistency of our description and allows us to consider the full back-action of the environment on the particle. Moreover, it leads us to the prediction of previously overlooked effects and mechanisms determining dispersion forces in equilibrium and nonequilibrium. Our examples range from the interaction entropy of the magnetic Casimir-Polder effect, over the impact of material properties and geometric considerations for experimental setups, all the way down to the thermodynamics of quantum friction. We further provide the reader with a guideline when and how to include long-time correlations into theoretical models and what effects can be expected to emerge in the context of quantum-optical dispersion forces.eng
dc.language.isoengnone
dc.publisherHumboldt-Universität zu Berlin
dc.relation.haspart10.1103/PhysRevLett.123.120401
dc.relation.haspart10.1103/PhysRevLett.124.193603
dc.relation.haspart10.1103/PhysRevA.101.012506
dc.relation.haspart10.1103/PhysRevB.95.155448
dc.relation.haspart10.1364/JOSAB.36.000C52
dc.relation.haspart10.1103/PhysRevA.102.050203
dc.rights(CC BY-NC-ND 4.0) Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 Internationalger
dc.rights.urihttps://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.subjectQuantenoptikger
dc.subjectDispersionskräfteger
dc.subjectPhysik des Nichtgleichgewichtsger
dc.subjectFluktuations-induzierte Phänomeneger
dc.subjectQuantenthermodynamikger
dc.subjectquantum opticseng
dc.subjectdispersion forceseng
dc.subjectnonequilibrium physicseng
dc.subjectfluctuation-induced phenomenaeng
dc.subjectquantum thermodynamicseng
dc.subject.ddc530 Physiknone
dc.titleLong-time Correlations in Nonequilibrium Dispersion Forcesnone
dc.typedoctoralThesis
dc.identifier.urnurn:nbn:de:kobv:11-110-18452/23099-6
dc.identifier.doihttp://dx.doi.org/10.18452/22412
dc.date.accepted2021-01-13
dc.contributor.refereeBusch, Kurt
dc.contributor.refereeGreffet, Jean-Jacques
dc.contributor.refereeIngold, Gert-Ludwig
local.edoc.pages293none
local.edoc.type-nameDissertation
local.edoc.institutionMathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultätnone

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