Suche
Mein Konto
Najmanjši motorji revolucionirajo toplotne motorje prihodnosti!
Univerza v Stuttgartu raziskuje mikro toplotne motorje, ki združujejo termodinamiko s kvantno mehaniko. Odkritja profesorja Lutza in dr. Aguilarja kažejo potencial za učinkovite kvantne motorje.
Najmanjši motorji revolucionirajo toplotne motorje prihodnosti!
V prelomnem odkritju so raziskovalci na Univerzi v Stuttgartu našli načine, kako preseči termodinamično paradigmo. Profesor Eric Lutz in dr. Milton Aguilar sta v svojem članku v Science Advances objavila, da bi bilo mogoče razviti mikromotorje, ki niso večji od atoma. Ti motorni sistemi imajo potencial za doseganje največjih izkoristkov, ki presegajo izkoristke znanih toplotnih motorjev, kot so motorji z notranjim zgorevanjem in parne turbine. uni-stuttgart.de poroča, da je bil tak razvoj mogoč, zlasti v zadnjih letih, z miniaturizacijo toplotnih motorjev na mikrometru.
Ustvarjanje teh novih mikromotorjev temelji na kombinaciji kvantne mehanike in termodinamike. Glede na analizo kvantno mehanskih toplotnih strojev, kot v scisimple.com Ti stroji medsebojno delujejo z vročimi in hladnimi okolji, da učinkovito pretvorijo toplotno energijo v mehansko delo.
Kolektivni sistemi in njihove prednosti
Osrednji vidik te raziskave je kolektivno obnašanje kvantnih sistemov. Namesto preučevanja posameznih delcev je cilj raziskave preučevanje sistemov, sestavljenih iz številnih delcev. Ti nerazločljivi kvantni delci lahko vplivajo drug na drugega in s tem znatno povečajo učinkovitost in zmogljivost strojev. Na primer, prikazano je, da izmenjalna simetrija med bozoni in fermioni vodi do različnih rezultatov delovanja, kar je pomembno pri tipični toplotni nastavitvi.
Poleg tega je bilo ugotovljeno, da lahko temperaturne razlike med toplotnimi kopelmi vplivajo na energijske nivoje delcev in tako neposredno povečajo učinkovitost toplotnega motorja. Raziskava obravnava tudi izzive, ki se pojavljajo pri analizi interakcij med delci in zunanjimi polji. Raziskovalci pričakujejo, da bi te ugotovitve lahko vodile do novih tehnologij v kvantnem računalništvu in izboljšanih toplotnih strojev.
Kvantni motorji in njihova uporaba
Drug pomemben napredek na tem področju je uspešen razvoj kvantnega motorja. Skupina znanstvenikov je manipulirala s fermioni, tako da so se združili v pare in tvorili bozone. To omogoča uporabo kvantne mehanike za poganjanje motorja, kar je bilo prikazano kot "dokaz koncepta". Kvantni motor že kaže primerljivo zmogljivost s standardnimi stroji, z večjim številom delcev, ki povečujejo izkoristek energije. Ta razvoj bi lahko imel široko uporabo v fiziki trdne snovi, zlasti superprevodnikov. pro-physik.de
Na splošno kaže, da raziskave kvantne mehanike in z njo povezanih toplotnih motorjev ne dvomijo le v temeljna fizikalna načela, ampak imajo tudi potencial za napredek tehnoloških inovacij na številnih področjih. Vendar pa so za povečanje tega napredka še vedno potrebne intenzivne znanstvene razprave o teoretičnem modeliranju in praktični uporabi teh novih konceptov.