Бори аввал муҳаррики квантӣ бидуни ҳеҷ гуна ҳилаҳои таҷрибавӣ аз рақибони классикии худ бартарӣ дошт. Аммо, биёед бигӯем, ки мо дар бораи дастгоҳҳои микроскопӣ гап мезанем, аз ин рӯ ба мо лозим нест, ки Tesla-и квантиро интизор шавем.
Бо истифода аз қонунҳои механикаи квантӣ, муҳаррики нав тавонист дар як шароит (ва дар ҳамон миқёс) нисбат ба муҳаррикҳои классикии муқаррарӣ қудрати бештар тавлид кунад, гузориш медиҳад як мақолаи тадқиқотии гурӯҳи олимони Ҷамъияти физикии Амрико рӯзи 22 март. ).
Дар рафти тадкикоти худ олимон ба таври тачрибавй муяссар гардиданд, ки яке аз хосиятхои асосии двигатели гармидихии квантй ин кобилияти моеъи корй (электрон) дар суперпозицияи когерентй (бо хам алокаманд) (дар як вакт дар ду ё зиёда холатхо) мебошад. Ва, тавре ки интизор мерафт, дар миқёси дастгоҳи микроскопӣ, ин имкон медиҳад, ки қувваи бештар аз ҳама гуна муҳаррики гармидиҳии классикии баробар дар як шароит истеҳсол карда шавад. Инчунин тасдик карда шудааст, ки дар як режими кор мавчуд будани чунин когерентии дохилй ба он оварда мерасонад, ки навъхои гуногуни двигательхои гармидихии квантй аз чихати термодинамикй эквивалент мешаванд, яъне «дар хамаи мавридхое, ки кор аз гармй ба вучуд меояд, микдори гармии мутаносиб ба кори гирифташуда сарф мешавад ва баръакс, бо сарфи ин ё он кор хамон кадар гармй ба даст меояд», — гуфта буд олими бузург Рудольф Класиус.
Оддӣ карда гӯем, мошинҳои гармидиҳии анъанавӣ гармиро ба ҳаракат табдил медиҳанд. Масалан, дар мошинҳо муҳаррики дарунсӯзӣ энергияро аз сӯзишвории сӯзишворӣ барои рондани поршенҳо истифода мебарад, ки дар навбати худ энергияро тавассути гардонанда ба чархҳо интиқол медиҳад ва онҳоро чарх мезанад ва боиси ҳаракати мошин мегардад. Вариантҳои гуногуни мошинҳои гармидиҳӣ мавҷуданд, аммо, чун қоида, қувваи бештари онҳо асосан тавассути кор дар муҳити дигар, истифодаи гуногуни қувва, инчунин тағир додани сӯзишвории истифодашаванда ба даст оварда мешавад.
Дар таҳқиқоти нав муҳаррики квантӣ аз принсипи кори комилан дигар истифода мекунад: бо истифода аз лазере, ки ба кристаллҳои алмоси махсус омодашуда бо нуқсони хурд (холии нитроген) нигаронида шудааст. Лазер электронеро, ки дар кристалл ҷойгир шудааст (дар ҳамин ҷои холӣ) аз як сатҳи энергетикӣ ба сатҳи дигар интиқол медиҳад ва ба ҷои поршенҳо муҳаррики квантӣ дар шакли майдони электромагнитӣ қувва истеҳсол мекунад.
Азбаски моеъи корӣ дар ин тарҳ электрон аст, қонунҳои механикаи квантӣ ба амал меоянд. Ҷисмҳои ултра-хурд, ба монанди электронҳо, дар як вақт дар якчанд ҳолат қарор доранд, ки онро суперпозиция меноманд, яъне агар мо бо муҳаррики классикӣ ба мисол баргардем, пас дар муҳаррики квантӣ “поршен”-и мо ҳамзамон аст. хам дар мавкеъхои болой ва хам поёнй. Дар ҳолати мо бо муҳаррики квантӣ, электрон дар як вақт дар як вақт дар якчанд сатҳҳои энергия қарор дорад. Ҳамаи ин ба дуализми мавҷ-заррача, ҳамон назарияи ҷодугарии физикаи квантӣ, ки мегӯяд, ҳар як микрозарра низ мавҷ аст, алоқаманд аст.
Дар шароити муайян, ин хосият, чунон ки олимон гузориш медиҳанд, боиси афзоиши иқтидори истеҳсолӣ мегардад, зеро аз ҷиҳати назариявӣ ҳама элементҳо ва равандҳои дохили муҳаррики квантӣ борҳо такрор мешаванд. Физик Роберто Серра аз Донишгоҳи федеролии ABC дар Санто Андре, Бразилия мегӯяд: "Ин аввалин таҷрибаест, ки мо тавонистем ба ин усули кор ноил шавем".
Аммо, чунон ки дар вазъият бо компютерҳои квантӣ, ҳама чиз он қадар оддӣ нест: микромотори таҷрибавӣ ҳоло ҳам метавонад амалисозии мукаммал номида шавад. Дар айни замон, гурӯҳи олимон истеҳсоли қувваи онро арзёбӣ кардаанд, аммо то ҳол чунин сифати асосии самаранокӣ, монанди самаранокиро таҳлил накардаанд. Бинобар ин тачрибахо дар оянда хам давом дода мешаванд.
Хусусияти ин навъи муҳаррик инчунин якрангии кор аст, яъне режимҳо бо афзоиш ё кам шудани қувват барои он ғайриимкон аст: он доимӣ боқӣ мемонад, ки ба ин дастгоҳҳои аллакай мушаххас маҳдудиятҳои иловагӣ мегузорад. "Агар шумо кӯшиш кунед, ки мошин ё муҳаррики реактивӣ созед ... Ин комилан бефоида аст" мегӯяд физик Ян Уолмсли аз Коллеҷи Империалии Лондон, ҳаммуаллифи таҳқиқот, дар бораи татбиқи амалии муҳаррики квантӣ дар воқеияти кунунӣ.
Аммо, тадқиқот паҳлӯҳои нави мутақобилаи механикаи квантиро бо термодинамика, як бахши физика, ки чӣ гуна интиқол ва табдил додани энергияро меомӯзад, ошкор мекунад. Маҳз дар ҳамин минтақа муҳаррики нав барои бартараф кардани маҳдудиятҳое, ки физикаи классикӣ барои тавлиди нерӯи барқ гузоштааст, як фосила мекушояд. "Мо қонунҳои термодинамикаро тағир надодаем, аммо қисми нави онро кашф кардем" мегӯяд Уолмсли.
Манбаъ: 3dnews.ru
