Изследователски екип от Германия направи изненадващо откритие в областта на теоретичната физика, доказвайки, че един от нейните най-важни закони не се изпълнява за атомарни обекти, чиито физически свойства са взаимосвързани. Получените от учените резултати показват, че квантовите системи могат да надхвърлят границата на ефективност, задавана от принципа на Карно. Това откритие може да допринесе за появата на миниатюрни енергийно ефективни квантови двигатели.
През 1824 г. френският физик Сади Карно публикува статия, в която описва един от основните закони на термодинамиката. Той гласи, че всички топлинни машини, работещи между два едни и същи топлинни резервоара, не могат да имат ефективност, по-голяма от тази на обратната топлинна машина, работеща между същите резервоари.
Принципът на Карно е разработен за макроскопични обекти. Ерик Лутц и Милтън Агилар от университета в Щутгарт успяват да докажат, че принципът на Карно е приложим и за обекти от атомарен мащаб, като например силно свързани или корелирани молекулярни двигатели.
При навлизане в квантовата област частиците стават корелирани, т.е. между тях се образуват специални връзки. Изследователите откриха, че при тези условия границата на ефективност на Карно започва да се нарушава. „За пръв път изведохме обобщени закони на термодинамиката, които напълно отчитат тези корелации“, казват те.
По този начин термичните машини, работещи на атомно ниво, могат да преобразуват не само топлината, но и корелациите в полезна работа. Освен това тези системи могат да генерират повече енергия, което позволява ефективността на квантовия двигател да надхвърли традиционната граница на Карно.
Според изследователите колкото по-добре учените разбират физичните закони, които управляват обектите в атомарен мащаб, толкова по-бързо човечеството може да ги използва за създаване на иновативни технологии. Те включват, наред с другото, свръхефективни квантови двигатели, способни да изпълняват прецизни задачи в наномащаб.
„Микроскопичните двигатели, които не са по-големи от един атом, могат да станат реалност в бъдещето“, казва Лутц. – Вече е ясно, че тези двигатели могат да постигнат по-висока максимална ефективност от по-големите топлинни двигатели.“
Всичко важно от света на технологиите, директно в пощата ти.
С абонирането приемате нашите Условия и Политика за поверителност. Може да се отпишете с един клик по всяко време.
Коментирайте статията в нашите Форуми. За да научите първи най-важното, харесайте страницата ни във Facebook, и ни последвайте в Google Новини, TikTok, Telegram и Viber или изтеглете приложението на Kaldata.com за Android, iPhone, Huawei, Google Chrome, Microsoft Edge и Opera!
