Suche
Mein Konto
Najmenšie motory spôsobujú revolúciu v tepelných motoroch budúcnosti!
Univerzita v Stuttgarte skúma mikrotepelné motory, ktoré kombinujú termodynamiku s kvantovou mechanikou. Objavy profesora Lutza a Dr. Aguilara ukazujú potenciál pre efektívne kvantové motory.
Najmenšie motory spôsobujú revolúciu v tepelných motoroch budúcnosti!
V prevratnom objave našli vedci z univerzity v Stuttgarte spôsoby, ako prekonať termodynamickú paradigmu. Profesor Eric Lutz a Dr. Milton Aguilar publikovali vo svojom článku v Science Advances, že by mohlo byť možné vyvinúť mikromotory, ktoré nie sú väčšie ako atóm. Tieto motorové systémy majú potenciál dosiahnuť maximálnu účinnosť, ktorá presahuje účinnosť známych tepelných motorov, ako sú spaľovacie motory a parné turbíny. uni-stuttgart.de uvádza, že takýto vývoj umožnila najmä v posledných rokoch miniaturizácia tepelných motorov v mikromeradle.
Vytvorenie týchto nových mikromotorov je založené na kombinácii kvantovej mechaniky a termodynamiky. Podľa analýzy kvantových mechanických tepelných strojov, ako v scisimple.com tieto stroje interagujú s horúcim a studeným prostredím, aby efektívne premieňali tepelnú energiu na mechanickú prácu.
Kolektívne systémy a ich výhody
Ústredným aspektom tohto výskumu je kolektívne správanie kvantových systémov. Namiesto skúmania jednotlivých častíc sa výskum zameriava na štúdium systémov zložených z mnohých častíc. Tieto nerozoznateľné kvantové častice sa môžu navzájom ovplyvňovať a tým výrazne zvyšovať efektivitu a výkon strojov. Napríklad sa ukázalo, že výmenná symetria medzi bozónmi a fermiónmi vedie k rôznym výsledkom výkonu, čo je dôležité pri typickom tepelnom nastavení.
Ďalej sa zistilo, že teplotné rozdiely medzi tepelnými kúpeľmi môžu ovplyvniť energetické hladiny častíc a tým priamo zvýšiť účinnosť tepelného motora. Výskum sa tiež zaoberá výzvami, ktoré vznikajú pri analýze interakcií medzi časticami a vonkajšími poľami. Výskumníci očakávajú, že tieto zistenia by mohli viesť k novým technológiám v kvantovej výpočtovej technike, ako aj k vylepšeným tepelným strojom.
Kvantové motory a ich aplikácia
Ďalším významným pokrokom v tejto oblasti je úspešný vývoj kvantového motora. Tím vedcov manipuloval s fermiónmi tak, že sa spojili v pároch a vytvorili bozóny. To umožňuje použitie kvantovej mechaniky na spustenie motora, čo sa ukázalo ako „dôkaz konceptu“. Kvantový motor už vykazuje porovnateľný výkon so štandardnými strojmi, pričom vyšší počet častíc zvyšuje energetický výťažok. Tento vývoj by mohol mať široké uplatnenie vo fyzike pevných látok, najmä v supravodičoch. pro-physik.de
Celkovo to ukazuje, že výskum v oblasti kvantovej mechaniky a súvisiacich tepelných motorov spochybňuje nielen základné fyzikálne princípy, ale má aj potenciál posunúť technologické inovácie v mnohých oblastiach. Na maximalizáciu tohto pokroku sú však stále potrebné intenzívne vedecké diskusie o teoretickom modelovaní a praktických aplikáciách týchto nových konceptov.