Les plus petits moteurs révolutionnent les moteurs thermiques du futur !

Les plus petits moteurs révolutionnent les moteurs thermiques du futur !

Dans le cadre d'une découverte révolutionnaire, des chercheurs de l'Université de Stuttgart ont trouvé des moyens de dépasser le paradigme thermodynamique. Le professeur Eric Lutz et le Dr Milton Aguilar ont publié dans leur article paru dans Science Advances qu'il pourrait être possible de développer des micromoteurs qui ne sont pas plus gros qu'un atome. Ces systèmes moteurs ont le potentiel d'atteindre des rendements maximaux qui dépassent ceux des moteurs thermiques connus tels que les moteurs à combustion interne et les turbines à vapeur. uni-stuttgart.de rapporte que de tels développements ont été rendus possibles, notamment ces dernières années, par la miniaturisation des moteurs thermiques à l'échelle microscopique.

La création de ces nouveaux micromoteurs repose sur la combinaison de la mécanique quantique et de la thermodynamique. D'après l'analyse des machines thermiques de mécanique quantique, comme dans scisimple.com étudiées, ces machines interagissent avec des environnements chauds et froids pour convertir efficacement l’énergie thermique en travail mécanique.

Les systèmes collectifs et leurs avantages

Un aspect central de cette recherche est le comportement collectif des systèmes quantiques. Au lieu d’examiner des particules individuelles, la recherche vise à étudier des systèmes constitués de nombreuses particules. Ces particules quantiques indiscernables peuvent s’influencer mutuellement et ainsi augmenter considérablement l’efficacité et les performances des machines. Par exemple, il est montré que la symétrie d'échange entre les bosons et les fermions conduit à des résultats de performances différents, ce qui est important dans une configuration thermique typique.

De plus, il a été constaté que les différences de température entre les bains thermiques peuvent influencer les niveaux d’énergie des particules et ainsi augmenter directement le rendement du moteur thermique. La recherche aborde également les défis qui se posent lors de l’analyse des interactions entre les particules et les champs externes. Les chercheurs s’attendent à ce que ces découvertes conduisent à de nouvelles technologies en matière d’informatique quantique ainsi qu’à des machines thermiques améliorées.

Les moteurs quantiques et leur application

Une autre avancée significative dans ce domaine est le développement réussi d’un moteur quantique. Une équipe de scientifiques a manipulé des fermions afin qu'ils fusionnent par paires pour former des bosons. Cela permet d’utiliser la mécanique quantique pour faire fonctionner un moteur, ce qui a été présenté comme une « preuve de concept ». Le moteur quantique démontre déjà des performances comparables à celles des machines standards, avec un nombre plus élevé de particules augmentant le rendement énergétique. Ces développements pourraient avoir de vastes applications en physique du solide, en particulier dans les supraconducteurs. pro-physik.de

Globalement, cela montre que la recherche sur la mécanique quantique et les moteurs thermiques associés remettent non seulement en question les principes physiques fondamentaux, mais ont également le potentiel de faire progresser les innovations technologiques dans de nombreux domaines. Cependant, pour maximiser ces avancées, des discussions scientifiques intensives sur la modélisation théorique et les applications pratiques de ces nouveaux concepts sont encore nécessaires.