Njemački naučnici QUANTUM grupe s Instituta fizike Johannes Gutenberg Univerziteta u Mainzu i njihove kolege teoretski fizičari sa sveučilišta Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, eksperimentiranjem su došli do najmanjeg motora na toplinsku energiju, koji dolazi u obliku jednog jedinog električno nabijenog atoma kalcija.
Naučnici navode da su toplinske mašine odigrale vrlo veliku ulogu u razvoju čovječanstva još od doba industrijske revolucije, a u slučaju motora vozila, transformirali su termalnu energiju u mehaničku silu, pa bi naš moderni stil života danas bez njih bio nemoguć.
Pod vodstvom profesora Kiliana Singera, šefa projekta na Univerzitetu u Mainzu, naučnici su koristili takozvanu Paulovu stupicu, odnosno kvadropolnu ionsku stupicu koja predstavlja kombinaciju električnih ili magnetskih polja koja "zarobljavaju" ione u području vakuumskog sistema ili cijevi. Pomoću te stupice, zarobili su električno nabijeni atom kalcija. Taj se atom potom može zagrijati pomoću električno generirane "buke" i hladiti korištenjem laserske zrake, što kao posljedicu ima da je atom podložan termodinačkom ciklusu. To znači da se čestica kreće naprijed i nazad unutar stupice, čime replicira "udarce", odnosno rad običnog motora, a naučnici navode da osim što se ponaša poput motora, atom ujedno i pohranjuje energiju.
Naučnici su svoj "motor" izložili ekstenzivnim testovima kako bi utvrdili njegovo termodinamičko ponašanje, pa su tako ustanovili da je u stanju generirati energiju između 10 i 20 vata uz učinkovitost od 0,3 posto.
- Reverzijom ciklusa, mogli biste čak koristiti uređaj kao hladnjak od jednog atoma, te njime hladiti nanosisteme s kojima bi bio uparen - navodi Johannes Roßnagel, glavni autor naučnog rada.
Također, naučnici navode da je glavni cilj kreiranja ovog nanomotora bio u tome što nam pruža uvid u termodinamiku na nivou jedne pojedinačne čestice, što je trenutno vrlo vruća tema u današnjim naučnim istraživanjima.
Plan naučnika je da u idućim istraživanjima nastoje čim više spustiti operativnu temperaturu motora, kako bi mogli istraživati termodinamičke kvantne efekte, a konačni cilj je doći do novih učinkovitijih motora.
Nema komentara:
Objavi komentar