Nemački naučnici QUANTUM grupe sa Instituta fizike Johannes Gutenberg Univerziteta u Mainzu i njihove kolege teoretski fizičari sa univerziteta Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, eksperimentisanjem su došli do najmanjeg motora na toplotnu energiju, koji dolazi u obliku jednog jedinog električno naelektrisanog atoma kalcijuma.
Naučnici navode kako su toplotne mašine odigrale vrlo veliku ulogu u razvoju čovečanstva još od doba Industrijske revolucije, a u slučaju motora vozila, transformisali su termalnu energiju u mehaničku silu, pa bi naš moderni stil života danas bez njih bio nemoguć.
Naučnici pod vođstvom profesora Kiliana Singera, šefa projekta na Univerzitetu u Meinzu, koristili su takozvanu Paulovu zamku, odnosno kvadropolnu jonsku zamku koja predstavlja kombinaciju električnih ili magnetskih polja koja “zarobljavaju” jone u području vakuumskog sistema ili cevi. Pomoću te zamke, zarobili su električno naelektrisani atom kalcijuma. Taj se atom potom može zagrejati pomoću električno generisane “buke” i hladiti korišćenjem laserskog zraka, što kao posledicu ima da je atom podložan termodinačkom ciklusu. To znači da se čestica kreće napred i nazad unutar zamke, čime replicira “udarce”, odnosno rad običnog motora, a naučnici navode da osim što se ponaša poput motora, atom ujedno i skladišti energiju.
Naučnici su svoj “motor” izložili ekstenzivnim testovima kako bi utvrdili njegovo termodinamičko ponašanje, pa su tako ustanovili da je u stanju generisati energiju između 10 i 20 vata uz efikasnost od 0,3 posto.
“Reverzijom ciklusa, mogli biste čak koristiti uređaj kao hladnjak od jednog atoma, te njime hladiti nanosisteme sa kojima bi bio uparen”, navodi Johannes Roßnagel, glavni autor naučnog rada.
Naučnici navode da je glavni cilj kreiranja ovog nano-motora bio u tome što nam pruža uvid u termodinamiku na nivou jedne pojedinačne čestice, što je trenutno vrlo vruća tema u današnjim naučnim istraživanjima.
Plan naučnika je da u narednim istraživanjima nastoje što više spustiti operativnu temperaturu motora, kako bi mogli istraživati termodinamičke kvantne efekte, a konačni cilj je doći do novih efikasnijih motora.
Izvor: vidi.hr