物理學家制造出世界上最小的引擎

2019-10-15 11:40:49 編輯：來源：

導讀都柏林三一學院的理論物理學家是國際合作組織的成員之一，該公司制造了世界上最小的發動機-作為單個鈣離子，它比汽車發動機小大約100億倍。

都柏林三一學院的理論物理學家是國際合作組織的成員之一，該公司制造了世界上最小的發動機-作為單個鈣離子，它比汽車發動機小大約100億倍。

三位一體物理學院的約翰·高爾德教授的QuSys小組所做的工作描述了這種微型電機的科學原理。今天發表在國際期刊《物理評論快報》上的這項研究解釋了隨機波動如何影響顯微機器的運行。將來，可以將此類設備并入其他技術中，以回收廢熱，從而提高能源效率。

發動機本身(單個鈣離子)帶有電荷，因此很容易利用電場進行捕集。發動機的工作物質是離子的“本征自旋”(其角動量)。該自旋用于將激光束吸收的熱量轉換為被俘獲離子的振蕩或振動。

這些振動就像“飛輪”一樣，捕獲了發動機產生的有用能量。正如量子力學所預測的那樣，這種能量存儲在稱為“量子”的離散單位中。

“飛輪使我們能夠實際測量原子級電動機的功率輸出，這是第一次解析單一的能量。” Trinity QuSys小組的Mark Mitchison博士說，他也是本文的合著者之一。

從靜止狀態啟動飛輪-更確切地說，從其“基態”(量子物理學中的最低能量)啟動飛輪，研究小組觀察到這種小型發動機迫使飛輪運行得越來越快。至關重要的是，在實驗中可以訪問離子的狀態，從而使物理學家能夠精確地評估能量沉積過程。

Trinity物理助理教授John Goold表示：“這項實驗和理論為基于量子理論的技術的能量學研究開辟了一個新時代，這是我們小組研究的核心主題。納米級是更快，更高效的計算的基本瓶頸之一。了解如何在這種微觀環境下應用熱力學對未來技術至關重要。”

標簽：物理學家

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