I motori più piccoli stanno rivoluzionando i motori termici del futuro!

I motori più piccoli stanno rivoluzionando i motori termici del futuro!

Con una scoperta rivoluzionaria, i ricercatori dell’Università di Stoccarda hanno trovato il modo di superare il paradigma termodinamico. Il professor Eric Lutz e il dottor Milton Aguilar hanno pubblicato nel loro articolo su Science Advances che potrebbe essere possibile sviluppare micromotori non più grandi di un atomo. Questi sistemi motori hanno il potenziale per raggiungere la massima efficienza che supera quella dei motori termici noti come i motori a combustione interna e le turbine a vapore. uni-stuttgart.de riferisce che tali sviluppi sono stati resi possibili, in particolare negli ultimi anni, dalla miniaturizzazione dei motori termici su microscala.

La creazione di questi nuovi micromotori si basa sulla combinazione di meccanica quantistica e termodinamica. Secondo l'analisi delle macchine termiche quantomeccaniche, come in scisimple.com studiate, queste macchine interagiscono con ambienti caldi e freddi per convertire in modo efficiente l'energia termica in lavoro meccanico.

Sistemi collettivi e loro vantaggi

Un aspetto centrale di questa ricerca è il comportamento collettivo dei sistemi quantistici. Invece di guardare alle singole particelle, la ricerca mira a studiare sistemi costituiti da molte particelle. Queste particelle quantistiche indistinguibili possono influenzarsi a vicenda e quindi aumentare significativamente l’efficienza e le prestazioni delle macchine. Ad esempio, è stato dimostrato che la simmetria di scambio tra bosoni e fermioni porta a risultati prestazionali diversi, il che è importante in una tipica configurazione termica.

Inoltre si è constatato che le differenze di temperatura tra i bagni di calore possono influenzare i livelli energetici delle particelle e quindi aumentare direttamente l'efficienza del motore termico. La ricerca affronta anche le sfide che sorgono quando si analizzano le interazioni tra particelle e campi esterni. I ricercatori si aspettano che questi risultati possano portare a nuove tecnologie nel campo dell’informatica quantistica e a macchine termiche migliorate.

Motori quantistici e loro applicazione

Un altro progresso significativo in questo settore è lo sviluppo riuscito di un motore quantistico. Un team di scienziati ha manipolato i fermioni in modo che si fondessero in coppie per formare bosoni. Ciò consente l’uso della meccanica quantistica per far funzionare un motore, che è stato mostrato come “prova di concetto”. Il motore quantistico dimostra già prestazioni paragonabili a quelle delle macchine standard, con un numero maggiore di particelle che aumentano la resa energetica. Questi sviluppi potrebbero avere applicazioni ad ampio raggio nella fisica dello stato solido, in particolare nei superconduttori. pro-fisio.de

Nel complesso, mostra che la ricerca sulla meccanica quantistica e sui motori termici associati non solo mette in discussione i principi fisici fondamentali, ma ha anche il potenziale per far avanzare le innovazioni tecnologiche in numerose aree. Tuttavia, per massimizzare questi progressi, sono ancora necessarie intense discussioni scientifiche sulla modellazione teorica e sulle applicazioni pratiche di questi nuovi concetti.