A legkisebb motorok forradalmasítják a jövő hőmotorjait!

A legkisebb motorok forradalmasítják a jövő hőmotorjait!

A Stuttgarti Egyetem kutatói egy úttörő felfedezéssel találták meg a termodinamikai paradigma túlszárnyalásának módját. Eric Lutz professzor és Dr. Milton Aguilar a Science Advances című folyóiratban megjelent cikkükben közzétették, hogy lehetséges lehet olyan mikromotorokat kifejleszteni, amelyek nem nagyobbak egy atomnál. Ezek a motorrendszerek olyan maximális hatásfokot képesek elérni, amely meghaladja az ismert hőmotorok, például a belső égésű motorok és a gőzturbinák hatékonyságát. uni-stuttgart.de beszámol arról, hogy az ilyen fejlesztéseket – különösen az elmúlt években – a hőmotorok mikroméretű miniatürizálása tette lehetővé.

Ezeknek az új mikromotoroknak a létrehozása a kvantummechanika és a termodinamika kombinációján alapul. A kvantummechanikai hőgépek elemzése szerint, mint pl scisimple.com A tanulmányok során ezek a gépek kölcsönhatásba lépnek a meleg és hideg környezetekkel, hogy hatékonyan alakítsák át a hőenergiát mechanikai munkává.

A kollektív rendszerek és előnyeik

A kutatás központi aspektusa a kvantumrendszerek kollektív viselkedése. Az egyes részecskék vizsgálata helyett a kutatás célja a sok részecskéből álló rendszerek tanulmányozása. Ezek a megkülönböztethetetlen kvantumrészecskék képesek egymásra hatni, és ezáltal jelentősen növelni a gépek hatékonyságát és teljesítményét. Például kimutatták, hogy a bozonok és fermionok közötti csereszimmetria eltérő teljesítményeredményekhez vezet, ami fontos egy tipikus termikus beállításnál.

Megállapították továbbá, hogy a hőfürdők közötti hőmérséklet-különbségek befolyásolhatják a részecskék energiaszintjét, és ezáltal közvetlenül növelhetik a hőmotor hatásfokát. A kutatás foglalkozik a részecskék és a külső mezők közötti kölcsönhatások elemzése során felmerülő kihívásokkal is. A kutatók arra számítanak, hogy ezek az eredmények új technológiákhoz vezethetnek a kvantumszámítástechnikában, valamint továbbfejlesztett termikus gépekhez.

Kvantummotorok és alkalmazásuk

Egy másik jelentős előrelépés ezen a területen a kvantummotor sikeres fejlesztése. Egy tudóscsoport úgy manipulálta a fermionokat, hogy azok páronként egyesülve bozonokat képezzenek. Ez lehetővé teszi a kvantummechanika használatát egy motor működtetésére, amelyet „a koncepció bizonyítékaként” mutattak be. A kvantummotor már a szabványos gépekkel összehasonlítható teljesítményt mutat, a nagyobb számú részecske növeli az energiahozamot. Ezek a fejlesztések széles körben alkalmazhatók a szilárdtestfizikában, különösen a szupravezetők terén. pro-physik.de

Összességében azt mutatja, hogy a kvantummechanika és a kapcsolódó hőmotorok kutatása nem csak az alapvető fizikai elveket kérdőjelezi meg, hanem számos területen képes előmozdítani a technológiai innovációkat. Ennek az előrelépésnek a maximalizálása érdekében azonban továbbra is intenzív tudományos vitákra van szükség ezen újszerű koncepciók elméleti modellezéséről és gyakorlati alkalmazásairól.