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报告题目：小系统的非平衡统计热力学：从经典到量子

报告人：全海涛教授   

报告时间：2023年10月26日（周四）10:00

报告地点：大学城校园理6栋525

邀请人：贺亮       

报告内容：

对于只有有限自由度的介观小系统，传统的热力学定律还成立吗？温度、熵、作功、传热、等温过程、卡诺循环这些概念还有效吗？需要对原来适用于宏观系统的传统热力学理论进行修改或扩充、以适用于这样的小系统吗？在过去近二十年里，我们深入研究了在介观小系统和量子系统中热力学基本概念的推广（例如什么是量子等温过程）以及基本热力学定律的适用性问题。我们的研究表明，在系综平均意义上热力学定律仍然适用于小系统，比如量子热机的效率并没有超越经典热机。不过“小系统”的统计热力学具有一些新的特性：在任意远离平衡的情况下，热力学量的涨落变得十分显著，并且热力学量的分布函数满足一些严格成立的恒等式。这些恒等式定义了所谓的涨落定理。它把我们熟知的热力学第二定律从不等式改写成了恒等式，而热力学第二定律是涨落定理的一个推论。根据涨落定理，通过测量非平衡过程的物理量（如功分布）可以获得平衡过程的物理量相对值（如自由能差等）。在这个报告中，我将简要介绍介观统计热力学的一些发展，并且介绍各种涨落定理，以及它们的量子力学推广。同时我也会介绍在经典和量子系统对这些涨落定理的实验验证。

专家简介：

全海涛，北京大学博雅特聘教授。2002年和2007年分别在中南大学和中国科学院理论物理研究所获得学士和博士学位。2007年至2012年分别在美国能源部洛斯阿拉莫斯国家实验室和马里兰大学从事博士后研究。2012年入职北京大学物理学院，2019年起任博雅特聘教授。全海涛的主要研究领域是统计物理和量子物理的基本问题。迄今为止他共发表50多篇论文。他先后获得过的奖励和荣誉包括：国家自然科学奖二等奖（第二完成人）（2008年），全国百篇优秀博士学位论文奖（2009年），中组部青年千人计划（2012年），国家杰出青年科学基金（2018年）,北京大学优秀博士论文指导教师奖（2020年）。他还担任Communications in Theoretical Physics编委和全国统计物理与复杂系统学术委员会委员。