Исследователи впервые доказали принцип квантово-механического сверхпоглощения энергии, что открывает путь к разработке аккумуляторов следующего поколения.
На квантовом уровне частицы иногда ведут себя причудливым образом, а происходящие эффекты могут казаться невозможными. Например, они могут мгновенно телепортироваться, находится в нескольких местах одновременно или «запутываться» и действовать синхронно независимо от расстояния.
В этот перечень входит и сверхпоглощение, представляющее собой квантовый коллективный эффект, при котором переходы между состояниями молекул конструктивно интерферируют. При этом они начинают поглощать электромагнитные волны эффективнее, чем по отдельности. Если применить эту концепцию к квантовому аккумулятору, то с увеличением размера он должен заряжаться быстрее.
Ранее этот принцип был лишь теоретическим, но недавно ученые из Университета Аделаиды смогли продемонстрировать его на практике. Для этого они использовали несколько пластинчатых микрополостей разного размера. Каждая из них представляла собой два зеркала, между которыми находился активный слой светопоглощающих молекул полупроводникового материала. Высококачественные распределенные брэгговские отражатели позволили исследователям максимально долго удерживать свет внутри полости.
Далее команда использовала сверхбыструю спектроскопию нестационарного поглощения, чтобы измерить, как молекулы накапливают энергию и как быстро заряжается все устройство. Эксперименты показали, что по мере увеличения размера микрополости и количества вещества между зеркальными пластинами, время зарядки уменьшалось, демонстрируя эффект суперпоглощения на практике.
По словам исследователей, это открытие открывает путь к созданию аккумуляторов следующего поколения, которые могут мгновенно заряжаться и эффективно хранить энергию. При этом потенциально они будут способны самостоятельно поглощать и преобразовывать солнечный свет, но для этого потребуется проделать еще немало работы.
В дальнейшем команда австрийцев займется разработкой полностью функционального прототипа квантового аккумулятора. Напомним, что ранее ученые также предложили теоретическую модель квантового аккумулятора, который может работать без потерь энергии.
Для развития канала нам важна ваша поддержка, подписывайтесь на канал и ставьте лайки.