Suche
Mein Konto
Najmniejsze silniki rewolucjonizują silniki cieplne przyszłości!
Uniwersytet w Stuttgarcie prowadzi badania nad mikrosilnikami cieplnymi, które łączą termodynamikę z mechaniką kwantową. Odkrycia profesora Lutza i dr Aguilara pokazują potencjał w zakresie wydajnych silników kwantowych.
Najmniejsze silniki rewolucjonizują silniki cieplne przyszłości!
Dokonując przełomowego odkrycia, naukowcy z Uniwersytetu w Stuttgarcie znaleźli sposoby na przekroczenie paradygmatu termodynamicznego. Profesor Eric Lutz i dr Milton Aguilar opublikowali w swoim artykule w Science Advances, że możliwe byłoby opracowanie mikrosilników nie większych niż atom. Te układy silników mają potencjał osiągnięcia maksymalnej sprawności przekraczającej sprawność znanych silników cieplnych, takich jak silniki spalinowe i turbiny parowe. uni-stuttgart.de donosi, że taki rozwój był możliwy, zwłaszcza w ostatnich latach, dzięki miniaturyzacji silników cieplnych w mikroskali.
Tworzenie tych nowych mikrosilników opiera się na połączeniu mechaniki kwantowej i termodynamiki. Jak wynika z analizy kwantowo-mechanicznych maszyn cieplnych, jak w scisimple.com badania wykazały, że maszyny te wchodzą w interakcję z gorącym i zimnym środowiskiem, aby efektywnie przekształcać energię cieplną w pracę mechaniczną.
Systemy zbiorowe i ich zalety
Centralnym aspektem tych badań jest zbiorowe zachowanie układów kwantowych. Zamiast przyglądać się pojedynczym cząstkom, badania mają na celu zbadanie układów złożonych z wielu cząstek. Te nierozróżnialne cząstki kwantowe mogą na siebie oddziaływać, a tym samym znacząco zwiększać wydajność i wydajność maszyn. Pokazano na przykład, że symetria wymiany między bozonami i fermionami prowadzi do różnych wyników wydajności, co jest ważne w typowym układzie termicznym.
Ponadto stwierdzono, że różnice temperatur pomiędzy łaźniami cieplnymi mogą wpływać na poziom energii cząstek, a tym samym bezpośrednio zwiększać wydajność silnika cieplnego. W badaniu zajęto się także wyzwaniami pojawiającymi się podczas analizy interakcji między cząstkami a polami zewnętrznymi. Naukowcy spodziewają się, że odkrycia te mogą zaowocować nowymi technologiami w obliczeniach kwantowych, a także udoskonalonymi maszynami termicznymi.
Silniki kwantowe i ich zastosowanie
Kolejnym znaczącym postępem w tej dziedzinie jest pomyślne opracowanie silnika kwantowego. Zespół naukowców manipulował fermionami, tak że łączyły się w pary, tworząc bozony. Umożliwia to wykorzystanie mechaniki kwantowej do napędzania silnika, co pokazano jako „dowód słuszności koncepcji”. Silnik kwantowy już teraz wykazuje wydajność porównywalną do maszyn standardowych, przy większej liczbie cząstek zwiększających uzysk energii. Odkrycia te mogą mieć szerokie zastosowania w fizyce ciała stałego, zwłaszcza w nadprzewodnikach. pro-physik.de
Ogólnie rzecz biorąc, pokazuje, że badania nad mechaniką kwantową i powiązanymi silnikami cieplnymi nie tylko kwestionują podstawowe zasady fizyczne, ale mają także potencjał do wprowadzenia innowacji technologicznych w wielu obszarach. Jednakże, aby zmaksymalizować te postępy, nadal potrzebne są intensywne dyskusje naukowe na temat modelowania teoretycznego i praktycznych zastosowań tych nowatorskich koncepcji.