Suche
Mein Konto
Najmanji motori revolucioniraju toplinske motore budućnosti!
Sveučilište u Stuttgartu istražuje mikro toplinske motore koji kombiniraju termodinamiku s kvantnom mehanikom. Otkrića profesora Lutza i dr. Aguilara pokazuju potencijal za učinkovite kvantne motore.
Najmanji motori revolucioniraju toplinske motore budućnosti!
U revolucionarnom otkriću, istraživači sa Sveučilišta u Stuttgartu pronašli su načine da nadmaše termodinamičku paradigmu. Profesor Eric Lutz i dr. Milton Aguilar objavili su u svom radu u Science Advances da bi moglo biti moguće razviti mikromotore koji nisu veći od atoma. Ovi motorni sustavi imaju potencijal za postizanje maksimalne učinkovitosti koja premašuje one poznatih toplinskih motora kao što su motori s unutarnjim izgaranjem i parne turbine. uni-stuttgart.de izvješćuje da je takav razvoj omogućen, osobito posljednjih godina, minijaturizacijom toplinskih motora na mikroskali.
Stvaranje ovih novih mikromotora temelji se na kombinaciji kvantne mehanike i termodinamike. Prema analizi kvantno mehaničkih toplinskih strojeva, kao u scisimple.com Proučavani, ovi strojevi u interakciji su s vrućim i hladnim okruženjima kako bi učinkovito pretvorili toplinsku energiju u mehanički rad.
Kolektivni sustavi i njihove prednosti
Središnji aspekt ovog istraživanja je kolektivno ponašanje kvantnih sustava. Umjesto promatranja pojedinačnih čestica, cilj istraživanja je proučavanje sustava koji se sastoje od mnogo čestica. Ove nerazlučive kvantne čestice mogu utjecati jedna na drugu i time značajno povećati učinkovitost i performanse strojeva. Na primjer, pokazano je da simetrija razmjene između bozona i fermiona dovodi do različitih rezultata izvedbe, što je važno u tipičnom toplinskom postavu.
Nadalje, otkriveno je da temperaturne razlike između toplinskih kupki mogu utjecati na razinu energije čestica i tako izravno povećati učinkovitost toplinskog motora. Istraživanje se također bavi izazovima koji se javljaju pri analizi interakcija između čestica i vanjskih polja. Istraživači očekuju da bi ova otkrića mogla dovesti do novih tehnologija u kvantnom računalstvu, kao i do poboljšanih toplinskih strojeva.
Kvantni motori i njihova primjena
Drugi značajan napredak u ovom području je uspješan razvoj kvantnog motora. Tim znanstvenika manipulirao je fermionima tako da su se spojili u parove i formirali bozone. To omogućuje korištenje kvantne mehanike za pokretanje motora, što je prikazano kao "dokaz koncepta". Kvantni motor već pokazuje performanse usporedive sa standardnim strojevima, s većim brojem čestica koje povećavaju energetski prinos. Ovi bi razvoji mogli imati široku primjenu u fizici čvrstog stanja, posebice supravodiča. pro-physik.de
Općenito, pokazuje da istraživanja kvantne mehanike i povezanih toplinskih motora ne samo da dovode u pitanje temeljne fizikalne principe, već također imaju potencijal unaprijediti tehnološke inovacije u brojnim područjima. Međutim, kako bi se maksimizirao ovaj napredak, još uvijek su potrebne intenzivne znanstvene rasprave o teoretskom modeliranju i praktičnim primjenama ovih novih koncepata.