Фінансові новини
- |
- 21.09.26
- |
- 12:38
- |
-
RSS - |
- мапа сайту
Авторизация
Новый квантовый двигатель обладает большей мощностью, чем его традиционные аналоги
09:05 02.04.2019 |

Впервые квантовый двигатель превзошел своих классических конкурентов без каких-либо экспериментальных трюков. Но, скажем сразу, речь идёт о микроскопических устройствах, поэтому квантовую Tesla ждать нам пока что не приходится.
Используя законы квантовой механики, новый двигатель смог показать большую мощность, чем стандартные - классические двигатели в тех же условиях (и в том же масштабе), сообщают в исследовательской работе от 22 марта, выполненной коллективом учёных из Американского Физического Общества (англ. The American Physical Society).
В своём исследовании учёные смогли экспериментально убедиться, что одним из основных свойств квантового теплового двигателя является способность рабочего тела (электрона) находиться в когерентной (взаимосвязанной) суперпозиции (одновременно в двух или более состояниях). И, как и ожидалось, в масштабах микроскопического устройства это позволяет производить больше мощности, чем у любого эквивалентного классического теплового двигателя в тех же условиях. Также было подтверждено, что в рамках одного режима работы наличие такой внутренней когерентности приводит к тому, что различные типы квантовых тепловых двигателей становятся термодинамически эквивалентными, то есть «во всех случаях, когда из теплоты появляется работа, тратится пропорциональное полученной работе количество теплоты, и наоборот, при затрате той или иной работы получается то же количество тепла», - как сказал бы великий ученый Рудольф Клазиус.
Если говорить проще, то традиционные тепловые двигатели превращают тепло в движение. Например, в автомобилях двигатель внутреннего сгорания использует энергию от воспламенения топлива для того, чтобы приводить в движение поршни, которые в свою очередь через привод передают энергию на колёса и вращают их, благодаря чему автомобиль движется. Существуют разные вариации тепловых двигателей, но, как правило, большая мощность в них преимущественно достигается за счет работы в иной среде, ином приложении силы, а также модификациях используемого топлива.
В новом исследовании квантовый двигатель использует совершенно иной принцип работы: при помощи лазера, направленного на специально подготовленные алмазные кристаллы с небольшим дефектом (азотной вакансией). Лазер переводит электрон, располагающийся в кристалле (в этой самой вакансии), с одного энергетического уровня на другой, а вместо поршней квантовый двигатель производит мощность в виде электромагнитного поля.
Так как рабочим телом в данной конструкции является электрон, то в дело вступают законы квантовой механики. Сверхмалые объекты, такие как электроны, имеют свойство находиться сразу в нескольких состояниях одновременно, что называется суперпозицией, то есть если возвращаться к примеру с классическим двигателем, то в квантовом двигателе наш «поршень» одновременно и в верхнем, и в нижнем положении. В нашем случае с квантовым двигателем электрон находится одновременно на нескольких энергетических уровнях в один момент времени. Всё это также связано с корпускулярно-волновым дуализмом, той самой волшебной теорией квантовой физики, которая утверждает, что любая микрочастица - это ещё и волна.
При определённых условиях это свойство, как сообщают ученые, приводит к увеличению выходной мощности, так как теоретически все элементы и процессы внутри квантового двигателя многократно дублируются. «Это первый эксперимент, когда мы смогли достичь такого режима работы», - говорит физик Роберто Серра из Федерального университета ABC в Санто-Андре, Бразилия.
Но, как и в ситуации с квантовыми компьютерами, всё не так просто: экспериментальный микродвигатель ещё сложно назвать полноценной реализацией. На данный момент команда учёных оценила его выходную мощность, но ещё не проанализировала такое ключевое качество, как эффективность. Поэтому в будущем эксперименты будут продолжаться.
Особенностью этого типа двигателей также является и равномерность работы, то есть для него невозможны режимы с увеличением или падением мощности: она остаётся постоянной, что накладывает на данные и без того специфичные устройства дополнительные ограничения. «Если вы попробуете построить автомобиль или реактивный двигатель ... Это совершенно бесполезно», - говорит физик Ян Уолмсли из Имперского колледжа Лондона, соавтор исследования, комментируя возможность практического применения квантового двигателя в текущих реалиях.
Тем не менее, исследование приоткрывает нам новые грани того, как квантовая механика взаимодействует с термодинамикой - разделом физики, исследующем способы передачи и превращения энергии. Именно в этой области новый двигатель открывает лазейку для преодоления ограничений, наложенных классической физикой на генерацию мощности. «Мы не изменили законы термодинамики, но открыли новую её часть», - говорит Уолмсли.
ТЕГИ
ТОП-НОВИНИ
ПІДПИСКА НА НОВИНИ
Для підписки на розсилку новин введіть Вашу поштову адресу :


Польща стала частиною "антибалістичної коаліції", метою якої є створення спільної європейської системи протиракетної оборони для захисту від балістичних ракет.
Норвегія виділить 90 мільйонів євро до програми Ukraine Facility для сприяння реформам у сферах боротьбі з корупцією та енергетиці.
Голова ЄС відзначила, що виділення коштів має відбутися у п'ятницю, 18 вересня.
Верховна рада підтримала в першому читанні законопроєкти №16051-1 та №15460 про обкладання ПДВ електронної торгівлі та міжнародних посилок.
Очікується, що додатковий акциз з виробленого пального складе 0,52 млрд грн, з ввезеного - 7,79 млрд грн. В той же час у документі відсутні ставки, до яких пропонується підняти акциз.
Ця тилова вакансія підходить для кандидатів, що не можуть
виконувати бойові завдання у звʼязку із віком чи станом здоровʼя.
За даними Nikkei, це не просто експеримент, а частина масштабної стратегії модернізації виробництва, яка стартує у 2028 році.
Американський виробник електромобілів Lucid об'єднує зусилля з естонською платформою для замовлення поїздок Bolt задля виходу на європейський ринок роботаксі.
Європейський Союз попросив Китай добровільно скоротити експорт гібридних автомобілів у межах зусиль, спрямованих на недопущення торговельної війни.
Китайський автовиробник BYD у довгостроковій перспективі планує відкрити чотири заводи в Європі, щоб відповідати новим вимогам щодо локалізації виробництва та залучити більше клієнтів.
Європейська комісія представила законопроєкт, який має суттєво обмежити доступ дітей до соціальних мереж і запровадити нові вимоги для ШІ-чатботів, онлайн-ігор і відеоплатформ.
Автономний вітрильник розміром 1,22 метра здійснив перетин Атлантичного океану на відстань 5721 км, ставши першим судном, яке перемогло у багаторічному випробуванні Microtransat Challenge після більш ніж 30 попередніх спроб. Oshen C-Star PC13 вирушив із Гран-Канарії 7 травня і дістався Барбадосу через 127 днів.
Нова місячна гонка - це не просто змагання за право першими встромити прапор у реголіт.
Поки світ намагається заставити кожне подвір'я літієвими акумуляторами, Китай масштабує технології, які буквально використовують порожнечу.
За інформацією відомого інсайдера Moore's Law is Dead, реліз відеокарт NVIDIA GeForce RTX 60 запланований на першу половину 2027 року.
Sandbox AQ, компанія, що працює на перетині штучного інтелекту та квантових технологій, успішно випробувала свою систему магнітної навігації (MagNav) на основі квантового сенсора на Lumberjack, безпілотній авіаційній системі (UAS) групи 3 компанії Northrop Grumman.
Федеральний уряд Швейцарії запустив пілотну програму, щоб вивчити можливість відмови від Microsoft 365 на користь альтернатив із відкритим вихідним кодом.
Швейцарська компанія-виробник Nestle одинадцятий рік поспіль залишається лідером світового рейтингу продуктових брендів за підсумками року.
Кандидати на роботу в Європі часто витрачають значний час на пошук вакансій, проходження співбесід та виконання тестових завдань, не знаючи при цьому, скільки їм у підсумку запропонують платити.
Google змінила принцип відображення результатів пошуку в Європі, щоб виконати вимоги антимонопольних регуляторів ЄС