國際團隊建造了世界上最小的發(fā)動機——單個鈣離子
據(jù)物理學家組織網(wǎng)21日報道,一個由愛爾蘭都柏林三一學院理論物理學家領(lǐng)導的國際團隊,建造了世界上最小的發(fā)動機——單個鈣離子,其體積僅為汽車發(fā)動機的100億分之一。這種設(shè)備未來可被納入其他技術(shù),回收余熱,從而提高能源效率。
發(fā)動機本身是帶電的單個鈣離子,這使它很容易被電場捕獲。發(fā)動機的工作單元是離子的“固有自旋”(角動量),這種自旋將從激光束吸收的熱量轉(zhuǎn)化為被捕獲離子的振動。 研究人員稱,這些振動就像一個“飛輪”,捕捉引擎產(chǎn)生的有用能量。正如量子力學所預(yù)測的那樣,這種能量儲存在被稱為“量子”的離散單位中。 三一學院的馬克⋅米奇森博士說:“‘飛輪’讓我們可以實際測量一個原子級發(fā)動機的功率輸出,首次解決單個能量量程的問題! “飛輪”從靜止開始,更準確地說,是從它的“基態(tài)”(量子物理學中最低的能量)開始,研究小組觀察到這個小引擎迫使“飛輪”跑得越來越快。尤其重要的是,離子狀態(tài)可以在實驗中得到,這使得物理學家能夠精確地評估能量沉積過程。 三一學院物理學助理教授約翰⋅歌德說:“這項實驗和理論研究為基于量子理論的技術(shù)能量學研究開辟了新紀元,這是我們小組研究的核心課題。納米級的熱管理是實現(xiàn)更快、更高效計算的基本瓶頸之一。了解熱力學如何應(yīng)用于這樣的微觀環(huán)境,對未來的技術(shù)至關(guān)重要。” 相關(guān)研究發(fā)表于最新一期的《物理評論快報》雜志。 |