Поиск - новости науки и техники

Создан тепловой квантовый двигатель

06.01.20

Ученые не оставляют попыток построить квантовый тепловой двигатель. На днях свою разработку представили канадские физики из Университета Ватерлоо. Как заявляют создатели, КПД их прибора близок к максимальному в своем классе, пишет Physics Review Letters.

Ученые создали квантовый двигатель на базе ядер углерода с полуцелым спином, которые и выступают в качестве рабочего тела. У него есть нагреватель и холодильник, роль которого выполняют низкочастотные моды радиоволн. А процесс нагревания ядер углерода происходит с помощью высокочастотных радиосигналов.

Читайте также:

В Канаде собираются сделать вечный аккумулятор. Есть ли будущее у «квантовых батарей»?

Инженерам удалось добиться максимального КПД этой установки — 44%, что близко к теоретическому пределу такой системы. Для двигателей внутреннего сгорания с таким же показателем сжимаемости этот показатель недостижим.

Однако для практического применения еще далеко. У квантового двигателя, несмотря на высокий КПД, крайне малая мощность. Он выдает всего несколько петаэлектронвольт, то есть несколько тысячных ватта. Но ученые постепенно изучают принципы работы таких систем. Так что можно надеяться, что уже в ближайшие годы мощность удастся увеличить.

Схема квантового теплового двигателя. а) термодинамический цикл с использованием спина 1/2как рабочая среда. b) упрощенная последовательность импульсов экспериментального протокола. 1 ч и 13 C ядерные спины первоначально готовятся в термических состояниях, соответствующих температурам горячего и холодного спинов соответственно. Синие (красные) круги обозначают x (y) вращения показанным углом произведенным поперечными импами Ульс rf. Оранжевые соединения стоят для свободных эволюций под скалярным взаимодействием ( H J) в течение времени, отображаемого над символом. Унитарный привод для протокола расширения (обжатия) зазора энергии снабжен врем-модулированным полем rf резонирующим с 13 C ядерный спин. Ядро водорода используется для подачи тепла на соответствующую часть цикла, работая как тепловая шина. c) требуемые температуры для извлечения рабочей жидкости в конечном режиме работы.Двигатель извлекает работу только если горячий ( T 2) и холодно ( Т 1) температура источника соответствует точке ниже кривой, определяемой вероятностью перехода энергетического уровня ξ.

 

Нет комментариев

Загрузка...
Новости СМИ2