Mazākie dzinēji maina nākotnes siltumdzinējus!

Mazākie dzinēji maina nākotnes siltumdzinējus!

Revolucionārā atklājumā Štutgartes universitātes pētnieki ir atraduši veidus, kā pārspēt termodinamisko paradigmu. Profesors Ēriks Lucs un Dr. Miltons Agilars savā rakstā Science Advances publicēja, ka varētu būt iespējams izstrādāt mikromotorus, kas nav lielāki par atomu. Šīm motoru sistēmām ir potenciāls sasniegt maksimālu efektivitāti, kas pārsniedz zināmo siltumdzinēju, piemēram, iekšdedzes dzinēju un tvaika turbīnu, efektivitāti. uni-stuttgart.de ziņo, ka šāda attīstība ir bijusi iespējama, jo īpaši pēdējos gados, miniaturizējot siltumdzinējus mikro mērogā.

Šo jauno mikromotoru izveides pamatā ir kvantu mehānikas un termodinamikas kombinācija. Saskaņā ar kvantu mehānisko siltuma mašīnu analīzi, piemēram, scisimple.com pētīts, šīs mašīnas mijiedarbojas ar karstu un aukstu vidi, lai efektīvi pārvērstu siltumenerģiju mehāniskā darbā.

Kolektīvās sistēmas un to priekšrocības

Galvenais šī pētījuma aspekts ir kvantu sistēmu kolektīvā uzvedība. Tā vietā, lai aplūkotu atsevišķas daļiņas, pētījuma mērķis ir izpētīt sistēmas, kas sastāv no daudzām daļiņām. Šīs neatšķiramās kvantu daļiņas var ietekmēt viena otru un tādējādi ievērojami palielināt iekārtu efektivitāti un veiktspēju. Piemēram, tiek parādīts, ka apmaiņas simetrija starp bozoniem un fermioniem rada atšķirīgus veiktspējas rezultātus, kas ir svarīgi tipiskā termiskā iestatījumā.

Turklāt tika konstatēts, ka temperatūras atšķirības starp siltuma vannām var ietekmēt daļiņu enerģijas līmeni un tādējādi tieši palielināt siltumdzinēja efektivitāti. Pētījums arī pievēršas izaicinājumiem, kas rodas, analizējot mijiedarbību starp daļiņām un ārējiem laukiem. Pētnieki sagaida, ka šie atklājumi varētu radīt jaunas tehnoloģijas kvantu skaitļošanā, kā arī uzlabotas termiskās iekārtas.

Kvantu dzinēji un to pielietojums

Vēl viens nozīmīgs sasniegums šajā jomā ir veiksmīga kvantu dzinēja izstrāde. Zinātnieku komanda manipulēja ar fermioniem tā, ka tie saplūda pa pāriem, veidojot bozonus. Tas ļauj izmantot kvantu mehāniku, lai darbinātu motoru, kas tika parādīts kā "koncepcijas pierādījums". Kvantu motors jau demonstrē salīdzināmu veiktspēju ar standarta mašīnām, un lielāks daļiņu skaits palielina enerģijas ieguvi. Šiem notikumiem varētu būt plašs pielietojums cietvielu fizikā, jo īpaši supravadītājos. pro-physik.de

Kopumā tas parāda, ka kvantu mehānikas un saistīto siltuma dzinēju pētījumi ne tikai apšauba fiziskos pamatprincipus, bet arī spēj veicināt tehnoloģiskus jauninājumus daudzās jomās. Tomēr, lai maksimāli palielinātu šos sasniegumus, joprojām ir nepieciešamas intensīvas zinātniskas diskusijas par šo jauno koncepciju teorētisko modelēšanu un praktisko pielietojumu.