Pienimmät moottorit mullistavat tulevaisuuden lämpömoottorit!

Pienimmät moottorit mullistavat tulevaisuuden lämpömoottorit!

Uraauurtavassa löydössä Stuttgartin yliopiston tutkijat ovat löytäneet tapoja ylittää termodynaaminen paradigma. Professori Eric Lutz ja tohtori Milton Aguilar julkaisivat Science Advances -julkaisussa, että saattaa olla mahdollista kehittää mikromoottoreita, jotka eivät ole atomia suurempia. Näillä moottorijärjestelmillä on potentiaalia saavuttaa maksimaalinen hyötysuhde, joka ylittää tunnetuilla lämpömoottoreilla, kuten polttomoottoreilla ja höyryturbiineilla. uni-stuttgart.de raportoi, että tällainen kehitys on ollut mahdollista erityisesti viime vuosina lämpökoneiden miniatyrisoinnilla mikromittakaavassa.

Näiden uusien mikromoottorien luominen perustuu kvanttimekaniikan ja termodynamiikan yhdistelmään. Kvanttimekaanisten lämpökoneiden analyysin mukaan, kuten mm scisimple.com Tutkimusten mukaan nämä koneet ovat vuorovaikutuksessa kuuman ja kylmän ympäristön kanssa muuntaakseen lämpöenergiaa tehokkaasti mekaaniseksi työksi.

Kollektiiviset järjestelmät ja niiden edut

Keskeinen näkökohta tässä tutkimuksessa on kvanttijärjestelmien kollektiivinen käyttäytyminen. Yksittäisten hiukkasten sijaan tutkimuksessa pyritään tutkimaan monista hiukkasista koostuvia järjestelmiä. Nämä erottamattomat kvanttihiukkaset voivat vaikuttaa toisiinsa ja siten lisätä merkittävästi koneiden tehokkuutta ja suorituskykyä. Esimerkiksi on osoitettu, että bosonien ja fermionien välinen vaihtosymmetria johtaa erilaisiin suorituskykytuloksiin, mikä on tärkeää tyypillisessä lämpökokoonpanossa.

Lisäksi havaittiin, että lämpökylpyjen väliset lämpötilaerot voivat vaikuttaa hiukkasten energiatasoihin ja siten lisätä suoraan lämpökoneen hyötysuhdetta. Tutkimuksessa käsitellään myös haasteita, joita syntyy, kun analysoidaan hiukkasten ja ulkoisten kenttien välisiä vuorovaikutuksia. Tutkijat odottavat, että nämä havainnot voivat johtaa uusiin teknologioihin kvanttilaskentaan sekä parannettuihin lämpökoneisiin.

Kvanttimoottorit ja niiden sovellus

Toinen merkittävä edistysaskel tällä alueella on kvanttimoottorin onnistunut kehittäminen. Ryhmä tutkijoita manipuloi fermioneja niin, että ne sulautuivat pareittain muodostaen bosoneja. Tämä mahdollistaa kvanttimekaniikan käytön moottorin ajamiseen, mikä esitettiin "konseptin todisteena". Kvanttimoottorilla on jo vertailukelpoinen suorituskyky standardikoneisiin verrattuna, ja suurempi määrä hiukkasia lisää energian saantoa. Näillä kehityksellä voi olla laaja-alaisia ​​sovelluksia kiinteän olomuodon fysiikassa, erityisesti suprajohtimissa. pro-physik.de

Kaiken kaikkiaan se osoittaa, että kvanttimekaniikan ja siihen liittyvien lämpökoneiden tutkimus ei ainoastaan ​​kyseenalaista fyysisiä perusperiaatteita, vaan sillä on myös potentiaalia edistää teknologista innovaatiota monilla aloilla. Näiden edistysten maksimoimiseksi tarvitaan kuitenkin edelleen intensiivistä tieteellistä keskustelua näiden uusien käsitteiden teoreettisesta mallintamisesta ja käytännön sovelluksista.