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物理学家创造了世界上最小的引擎_安徽热线

2019-08-26 11:04:28来源:

都柏林圣三一学院的理论物理学家是建立世界上最小的发动机的国际合作项目之一 - 作为单一钙离子,它比汽车发动机小约100亿倍。

John Goold教授在Trinity物理学院的QuSys小组所做的工作描述了这种微型电机背后的科学。这项研究发表在国际期刊“物理评论快报”上,解释了随机波动如何影响微观机器的运行。将来,这些设备可以结合来其他技术中,以回收废热,从而提高能源效率。

发动机本身 - 一个钙离子 - 带电,这使得使用电场很容易陷阱。发动机的工作物质是离子的“内在旋转”(其角动量)。该旋转用于将从激光束汲取的热量转换为捕捉离子的振荡或振动。

这些振动就像一个“飞轮”,捕捉发动机产生的有用能量。正如量子力学所猜测的那样,这种能量储备在称为“量子”的离散单元中。

“飞轮答应我们实际测量原子级电机的功率输出,首次解析单个量子能量,”Trinity的QuSys小组的Mark Mitchison博士说,该文章的共同作者之一。

从静止开始飞轮 - 或者更准确地说,从它的“基态”(量子物理学中的最低能量)开始飞行 - 团队观察来小发动机迫使飞轮越来越快地运行。至关复要的是,在实验中可以获得离子的状态,使物理学家能够精确评估能量沉积过程。

三位一体物理学助理教授John Goold说:“这个实验和理论开启了一个新的时代,用于研究基于量子理论的技术的能量学,这是我们研究小组研究的核心话题。纳米尺度是更快,更高效运算的基本瓶颈之一。了解热力学如何应用于这种微观环境对未来技术至关复要。“

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