Биринчи жолу кванттык кыймылдаткыч эч кандай эксперименталдык трюктарсыз классикалык атаандаштарынан ашып түштү. Бирок, дароо айталы, биз микроскопиялык түзүлүштөр жөнүндө сөз кылып жатабыз, андыктан кванттык Тесланы күтүүнүн кереги жок.
Кванттык механиканын мыйзамдарын колдонуу менен, жаңы кыймылдаткыч бирдей шарттарда (жана ошол эле масштабда) стандарттуу классикалык кыймылдаткычтарга караганда көбүрөөк күч өндүрө алды, деп билдирет 22-мартта Американын физикалык коомунун окумуштуулар тобунун изилдөөсү. ).
Окумуштуулар өз изилдөөлөрүндө кванттык жылуулук кыймылдаткычынын негизги касиеттеринин бири жумушчу суюктуктун (электрондун) когеренттүү (өз ара байланышкан) суперпозицияда (бир эле учурда эки же андан көп абалда) болуу жөндөмдүүлүгү экендигин эксперименталдык түрдө текшере алышкан. Жана, күтүлгөндөй, микроскопиялык аппараттын масштабында, бул бирдей шарттарда бардык эквиваленттүү классикалык жылуулук кыймылдаткычына караганда көбүрөөк кубаттуулукту өндүрүүгө мүмкүндүк берет. Ошондой эле бир эле иштөө режиминде мындай ички когеренттүүлүктүн болушу ар кандай типтеги кванттык жылуулук кыймылдаткычтарынын термодинамикалык эквиваленттүү болушуна алып келери, башкача айтканда, «жумуш жылуулуктан келген бардык учурларда, алынган ишке пропорционалдуу жылуулук жумшалат, ал эми тескерисинче, тигил же бул иштин чыгымдалышына жараша ошончолук жылуулук алынат», — деп улуу окумуштуу Рудольф Класиус айткандай.
Жөнөкөй сөз менен айтканда, салттуу жылуулук машиналары жылуулукту кыймылга айландырышат. Мисалы, унааларда ичинен күйүүчү кыймылдаткыч күйүүчү майдын энергиясын поршендерди кыймылдатуу үчүн колдонот, ал өз кезегинде энергияны жетек аркылуу дөңгөлөктөрүнө өткөрүп, аларды айлантып, машинанын кыймылын шарттайт. Жылуулук кыймылдаткычтарынын ар кандай вариациялары бар, бирок, эреже катары, аларда көбүрөөк кубаттуулукка негизинен башка чөйрөдө иштөө, күчтү башка колдонуу, ошондой эле колдонулган күйүүчү майдын модификациясы аркылуу жетишилет.
Жаңы изилдөөдө кванттык кыймылдаткыч такыр башка иштөө принцибинде колдонулат: кичинекей кемчилиги бар (азот боштугу) атайын даярдалган алмаз кристаллдарына багытталган лазерди колдонуу. Лазер кристаллда (бул вакансияда) жайгашкан электронду бир энергетикалык деңгээлден экинчисине өткөрөт жана поршеньдердин ордуна кванттык кыймылдаткыч электромагниттик талаа түрүндөгү күчтү чыгарат.
Бул долбоордогу жумушчу суюктук электрон болгондуктан, кванттык механиканын мыйзамдары ишке кирет. Ультра кичинекей объекттер, мисалы, электрондор бир эле учурда бир нече абалда болушат, бул суперпозиция деп аталат, башкача айтканда классикалык кыймылдаткыч менен мисалга кайрылсак, анда кванттык кыймылдаткычта биздин "поршень" бир эле учурда болот. жогорку жана төмөнкү кызматтарда да. Биздин учурда квант кыймылдаткычы менен электрон бир эле учурда бир убакта бир нече энергия деңгээлинде болот. Мунун баары ошондой эле толкун-бөлүкчөлөрдүн коштугу менен, ошол эле кванттык физиканын сыйкырдуу теориясы менен байланышкан, ал ар кандай микробөлүкчөлөр да толкун болуп саналат.
Белгилүү бир шарттарда, бул касиет, илимпоздор айткандай, өндүрүштүк кубаттуулуктун өсүшүнө алып келет, анткени теориялык жактан кванттык кыймылдаткычтын ичиндеги бардык элементтер жана процесстер көп жолу кайталанат. Санто Андредеги (Бразилия) ABC федералдык университетинен физик Роберто Серра мындай дейт: "Бул биз мындай иштөө режимине жетише алган биринчи эксперимент".
Бирок, кванттык компьютерлердегидей эле, баары жөнөкөй эмес: эксперименталдык микромоторду дагы эле толук кандуу ишке ашыруу деп атоого болбойт. Азыркы учурда окумуштуулар тобу анын кубаттуулугуна баа беришкен, бирок эффективдүүлүк сыяктуу негизги сапатты талдай элек. Ошондуктан, эксперименттер келечекте дагы улантылат.
кыймылдаткычтын бул түрүнүн өзгөчөлүгү, ошондой эле иштөө бир тектүүлүгү болуп саналат, башкача айтканда, күч жогорулатуу же азайтуу менен режимдери ал үчүн мүмкүн эмес: ал туруктуу бойдон калууда, бул мурунтан эле белгилүү түзмөктөргө кошумча чектөөлөрдү киргизет. "Эгерде сиз машине же реактивдүү кыймылдаткыч курууга аракет кылсаңыз... Бул таптакыр пайдасыз", - дейт изилдөөнүн авторлорунун бири, Лондон Империал Колледжинин физики Ян Уолмсли, учурдагы реалдуулукта кванттык кыймылдаткычтын практикалык колдонулушу жөнүндө комментарий берип жатып.
Бирок, изилдөө кванттык механиканын энергиянын кантип которулуп жана айланышын изилдеген физиканын бир бөлүмү болгон термодинамика менен кандайча өз ара аракеттенүүсүнүн жаңы жактарын ачып берет. Дал ушул чөйрөдө жаңы кыймылдаткыч классикалык физика тарабынан электр энергиясын өндүрүүгө коюлган чектөөлөрдү жоюу үчүн жылчык ачат. "Биз термодинамика мыйзамдарын өзгөрткөн жокпуз, бирок анын жаңы бөлүгүн ачтык" дейт Уолмсли.
Source: 3dnews.ru
