Ученым удалось построить эффективный тепловой квантовый двигатель
Создание теплового спинового квантового двигателя объявила смешанная группа ученых из Канады и Южной Америки 9 декабря 2019 года в статье, опубликованной в журнале Physics Review Letters.
Ученым удалось создать двигатель, работающий по циклу Отто с КПД 42%. Максимальный термодинамический предел КПД для использованного рабочего тела составляет 44%.
Основой для системы стали ядра углерода с полуцелым спином. Они служат для двигателя рабочим телом, производя работу при использовании ядерного магнитного резонанса.
Как и классический двигатель, квантовый двигатель имеет нагреватель и холодильник. В роли холодильника выступают низкочастотные моды радиоволн, а в роли нагревателя — радиосигнал высокой частоты, близкой по своему значению к Ларморовской. Расширение рабочего тела в двигателе происходит при помощи радиоволны, резонирующей с ядерным спином рабочего тела.
КПД двигателя, работающего по циклу Отто, напрямую зависит от коэффициента сжимаемости рабочего тела. В данном случае ученым удалось значительно превзойти двигатели внутреннего сгорания, построенные по тому же принципу.
Несмотря на высокий КПД, мощность нового квантового двигателя минимальна. Он вырабатывает за цикл всего лишь несколько петаэлектровольт, что соответствует тысячным долям ватта.
Ученые считают, что данный двигатель позволит оценить основные параметры такого рода агрегатов и понять возможные перспективы применения технологии квантовых тепловых машин. Перспективная область применения такого рода устройств — это создание квантовых холодильников для охлаждения квантовых компьютеров.
Читайте также: Оценку Google о достижении «квантового превосходства» опровергли в IBM
Напомним, в марте 2019 года группа ученых из Великобритании и Израиля заявила о создании квантового двигателя, работающего по циклу Карно, КПД которого превышает КПД двигателей внутреннего сгорания. Их работа также вышла на страницах Physics Review Letters.
Читайте также: США в шаге от технологии доставки человека в любую точку планеты за час
