Nejmenší motory znamenají revoluci v tepelných motorech budoucnosti!

Nejmenší motory znamenají revoluci v tepelných motorech budoucnosti!

V převratném objevu našli vědci z univerzity ve Stuttgartu způsoby, jak překonat termodynamické paradigma. Profesor Eric Lutz a Dr. Milton Aguilar publikovali ve svém článku v Science Advances, že by mohlo být možné vyvinout mikromotory, které nejsou větší než atom. Tyto motorové systémy mají potenciál dosáhnout maximální účinnosti, která převyšuje účinnost známých tepelných motorů, jako jsou spalovací motory a parní turbíny. uni-stuttgart.de uvádí, že takový vývoj byl umožněn zejména v posledních letech miniaturizací tepelných motorů v mikroměřítku.

Vytvoření těchto nových mikromotorů je založeno na kombinaci kvantové mechaniky a termodynamiky. Podle analýzy kvantově mechanických tepelných strojů, jako v scisimple.com Studované tyto stroje interagují s horkým a studeným prostředím a účinně přeměňují tepelnou energii na mechanickou práci.

Kolektivní systémy a jejich výhody

Ústředním aspektem tohoto výzkumu je kolektivní chování kvantových systémů. Namísto pohledu na jednotlivé částice se výzkum zaměřuje na studium systémů složených z mnoha částic. Tyto nerozlišitelné kvantové částice se mohou vzájemně ovlivňovat a tím výrazně zvyšovat efektivitu a výkon strojů. Například je ukázáno, že symetrie výměny mezi bosony a fermiony vede k různým výsledkům výkonnosti, což je důležité v typickém tepelném uspořádání.

Dále bylo zjištěno, že teplotní rozdíly mezi tepelnými lázněmi mohou ovlivnit energetické hladiny částic a tím přímo zvýšit účinnost tepelného motoru. Výzkum také řeší problémy, které vznikají při analýze interakcí mezi částicemi a vnějšími poli. Vědci očekávají, že tato zjištění by mohla vést k novým technologiím v oblasti kvantových počítačů a také k vylepšeným tepelným strojům.

Kvantové motory a jejich aplikace

Dalším významným pokrokem v této oblasti je úspěšný vývoj kvantového motoru. Tým vědců manipuloval s fermiony tak, že se spojily v párech a vytvořily bosony. To umožňuje použití kvantové mechaniky pro provoz motoru, což bylo ukázáno jako „důkaz konceptu“. Kvantový motor již vykazuje srovnatelný výkon se standardními stroji, přičemž vyšší počet částic zvyšuje energetický výnos. Tento vývoj by mohl mít široké uplatnění ve fyzice pevných látek, zejména v supravodičích. pro-physik.de

Celkově to ukazuje, že výzkum kvantové mechaniky a souvisejících tepelných motorů nejen zpochybňuje základní fyzikální principy, ale má také potenciál posouvat technologické inovace v mnoha oblastech. K maximalizaci těchto pokroků je však stále zapotřebí intenzivních vědeckých diskusí o teoretickém modelování a praktických aplikacích těchto nových konceptů.