Vir die eerste keer het 'n kwantumenjin beter as sy klassieke mededingers gevaar sonder enige eksperimentele truuks. Maar, kom ons sê dadelik, ons praat van mikroskopiese toestelle, so ons hoef nog nie vir 'n kwantum-Tesla te wag nie.
Deur die wette van kwantummeganika te gebruik, kon die nuwe enjin meer krag produseer as standaard klassieke enjins onder dieselfde toestande (en op dieselfde skaal), rapporteer 'n navorsingsverslag van 22 Maart deur 'n span wetenskaplikes van The American Physical Society. Society. ).
In hul studie kon wetenskaplikes eksperimenteel verifieer dat een van die hoofeienskappe van 'n kwantumhitte-enjin die vermoë van die werkvloeistof (elektron) is om in 'n koherente (onderling verbind) superposisie te wees (terselfdertyd in twee of meer toestande). En, soos verwag, op die skaal van 'n mikroskopiese toestel, laat dit toe dat meer krag geproduseer kan word as enige ekwivalente klassieke hitte-enjin onder dieselfde toestande. Dit is ook bevestig dat, binne dieselfde bedryfsmodus, die teenwoordigheid van sulke interne koherensie daartoe lei dat verskillende tipes kwantumhitte-enjins termodinamies ekwivalent word, dit wil sê, "in alle gevalle waar werk van hitte kom, 'n hoeveelheid van hitte wat eweredig is aan die werk wat ontvang word, word bestee, en omgekeerd, met die besteding van hierdie of daardie werk, word dieselfde hoeveelheid hitte verkry,” soos die groot wetenskaplike Rudolf Clasius sou sê.
Om dit eenvoudig te stel, tradisionele hitte-enjins verander hitte in beweging. Byvoorbeeld, in motors gebruik 'n binnebrandenjin energie van die aansteek van brandstof om suiers aan te dryf, wat op hul beurt energie deur 'n aandrywing na die wiele oordra en hulle roteer, wat die motor laat beweeg. Daar is verskillende variasies van hitte-enjins, maar as 'n reël word groter krag in hulle hoofsaaklik verkry deur werk in 'n ander omgewing, 'n ander toepassing van krag, sowel as veranderinge van die brandstof wat gebruik word.
In die nuwe studie gebruik die kwantumenjin 'n heeltemal ander werkingsbeginsel: die gebruik van 'n laser wat gerig is op spesiaal voorbereide diamantkristalle met 'n klein defek (stikstofleegheid). Die laser dra 'n elektron wat in die kristal geleë is (in hierdie leemte) van een energievlak na 'n ander oor, en in plaas van suiers produseer die kwantumenjin krag in die vorm van 'n elektromagnetiese veld.
Aangesien die werkvloeistof in hierdie ontwerp 'n elektron is, kom die wette van kwantummeganika ter sprake. Ultraklein voorwerpe, soos elektrone, is geneig om tegelykertyd in verskeie toestande te wees, wat superposisie genoem word, dit wil sê as ons terugkeer na die voorbeeld met 'n klassieke enjin, dan is ons "suier" in 'n kwantumenjin gelyktydig in beide die boonste en onderste posisies. In ons geval met 'n kwantumenjin is die elektron gelyktydig op verskeie energievlakke op een tydstip. Dit alles hou ook verband met golf-deeltjie-dualiteit, daardie selfde magiese teorie van kwantumfisika wat sê dat enige mikropartikel ook 'n golf is.
Onder sekere omstandighede lei hierdie eienskap, soos wetenskaplikes rapporteer, tot 'n toename in uitsetkrag, aangesien teoreties alle elemente en prosesse binne die kwantumenjin baie keer gedupliseer word. "Dit is die eerste eksperiment waar ons hierdie werkswyse kon bereik," sê fisikus Roberto Serra van die Federale Universiteit van ABC in Santo André, Brasilië.
Maar, soos in die situasie met kwantumrekenaars, is alles nie so eenvoudig nie: 'n eksperimentele mikromotor kan steeds kwalik 'n volwaardige implementering genoem word. Op die oomblik het die span wetenskaplikes sy kraglewering beoordeel, maar het nog nie so 'n sleutelkwaliteit soos doeltreffendheid ontleed nie. Daarom sal eksperimente in die toekoms voortgaan.
'N Kenmerk van hierdie tipe enjin is ook die eenvormigheid van werking, dit wil sê, modusse met 'n toename of afname in krag is onmoontlik daarvoor: dit bly konstant, wat addisionele beperkings op hierdie reeds spesifieke toestelle stel. "As jy probeer om 'n motor of 'n straalmotor te bou ... Dit is heeltemal nutteloos," sê fisikus Ian Walmsley van Imperial College London, 'n mede-outeur van die studie, wat kommentaar lewer oor die praktiese toepassing van 'n kwantumenjin in die huidige realiteite.
Die navorsing onthul egter nuwe fasette van hoe kwantummeganika in wisselwerking tree met termodinamika, 'n tak van fisika wat bestudeer hoe energie oorgedra en omgeskakel word. Dit is in hierdie gebied dat die nuwe enjin 'n skuiwergat oopmaak om die beperkings wat klassieke fisika op kragopwekking stel, te oorkom. "Ons het nie die wette van termodinamika verander nie, maar ons het 'n nuwe deel daarvan ontdek," sê Walmsley.
Bron: 3dnews.ru
