Двигатель из единственного атома - реальность!
Немецкие физики создали самый маленький тепловой двигатель в мире, состоящий всего из одного атома.
Как и положено тепловому двигателю, он преобразует тепловую энергию в механическую, то есть в движение.
Ученые использовали ион кальция. Рабочим телом двигателя служит ион, нагревателем - колеблющееся электрическое поле, а охладителем - лазерный луч.
Исследователи из Университета Майнца сначала поместили ион кальция внутрь воронкообразной электрической ловушки длиной восемь миллиметров, образованной четырьмя электродами.
Потом они нагрели его при помощи другого набора электродов. Случайные колебания электрического поля заставляют ион колебаться внутри ловушки и переходить к ее широкой части - это рабочий ход двигателя. Затем колеблющееся электрическое поле отключается, а ион охлаждается, встретившись с потоком фотонов лазерного луча, который постоянно проходит через воронку. Охлажденный ион возвращается в узкую часть ловушки, где электрическое поле сильнее.
Несмотря на то, что главной целью работы исследователей было «доказать справедливость термодинамики в масштабах одного атома», она может иметь и вполне практическое применение.
Потенциально совершаемая ионом работа в 10-24 джоуля за цикл может быть использована в крошечном электрическом генераторе. А исследование таких конструкций позволит значительно лучше понять поведение тепловых потоков в микроскопических системах, что, в свою очередь, также может найти практическое применение.
Источник - PRO SCIENCE
Что дальше? Тот самый фотонный двигатель, о котором столько писали фантасты?
Как и положено тепловому двигателю, он преобразует тепловую энергию в механическую, то есть в движение.
Ученые использовали ион кальция. Рабочим телом двигателя служит ион, нагревателем - колеблющееся электрическое поле, а охладителем - лазерный луч.
Исследователи из Университета Майнца сначала поместили ион кальция внутрь воронкообразной электрической ловушки длиной восемь миллиметров, образованной четырьмя электродами.
Потом они нагрели его при помощи другого набора электродов. Случайные колебания электрического поля заставляют ион колебаться внутри ловушки и переходить к ее широкой части - это рабочий ход двигателя. Затем колеблющееся электрическое поле отключается, а ион охлаждается, встретившись с потоком фотонов лазерного луча, который постоянно проходит через воронку. Охлажденный ион возвращается в узкую часть ловушки, где электрическое поле сильнее.
Несмотря на то, что главной целью работы исследователей было «доказать справедливость термодинамики в масштабах одного атома», она может иметь и вполне практическое применение.
Потенциально совершаемая ионом работа в 10-24 джоуля за цикл может быть использована в крошечном электрическом генераторе. А исследование таких конструкций позволит значительно лучше понять поведение тепловых потоков в микроскопических системах, что, в свою очередь, также может найти практическое применение.
Источник - PRO SCIENCE
Что дальше? Тот самый фотонный двигатель, о котором столько писали фантасты?