О самом главном в Благовещенске, Амурской области, России и мире

14:44, 15 апреля 2016 | 731 0

Создан двигатель размером с один атом

Создан двигатель размером с один атом

Ученые заставили ион превращать тепло в движение

Физикам из Университета Майнца в Германии удалось создать тепловой двигатель, который состоит из одного единственного атома или иона. Запертый в электрической ловушке ион использует тепловую энергию для ее превращения в гармонические колебания. КПД машины составил 0,28 процентов. Исследование опубликовано в журнале Science.

Обычные тепловые двигатели состоят из порядка 1024 степени частиц, где под частицами обычно подразумеваются атомы. В последнее время эти устройства удалось уменьшить до микроскопических размеров с использованием микроэлектромеханических, пьезорезисторных и других систем. Однако впервые о возможности существования крошечных моторов, состоящих из одного атома, заговорил физик Ричард Фейнман еще в 1959 году.

Чтобы создать такое устройство, ученые поместили ион кальция в специальную электрическую ловушку, представляющую собой квадруополь — систему их четырех разнозаряженных стержней, создающих поле, которое и захватывает ион. Ион являлся рабочим телом двигателя, хотя для работы машины необходимы и другие компоненты — холодильник и нагреватель. В качестве холодильника физики использовали метод лазерного охлаждения, с помощью которого температура системы понижалась до сверхнизких температур. В таких условиях нагревающим элементом служили флуктуации электрического поля.

Колебания электрического поля включались и выключались, в то время как охладитель работал все время. Во время цикла ион сначала «нагревался», смещаясь в пространстве и увеличивая свою потенциальную энергию, а затем, после выключения флуктуаций, возвращался в прежнее состояние. Повторение циклов приводило к гармоническим колебаниям иона и совершению им работы. Мощность такого двигателя исследователи оценили в 3,4 на 10-22 джоулей, а КПД в 0,28 процентов.

Источник: lenta.ru
НАШЛИ ОШИБКУ В ТЕКСТЕ? ВЫДЕЛИТЕ ЕЁ И НАЖМИТЕ CTRL + ENTER
Закрыть
Отправить сообщение об ошибке

Другие материалы рубрики

18 августа, 13:01 538 0 Найден эффективный способ раннего обнаружения рака Найден эффективный способ раннего обнаружения рака

Диагностика основана на сортировке мутаций в ДНК, вызванных онкологическими факторами, от иных генетических изменений

15 августа, 09:04 370 0 Раскрыт финальный дизайн iPhone 8 Раскрыт финальный дизайн iPhone 8

Гаджет будет анонсирован на ежегодной презентации Apple осенью 2017 года

В других СМИ