24 подписчика
⚙Квантовый двигатель может питать устройства с помощью облака ультрахолодных атомов
📝 Ученые придумали, как сделать двигатель из набора атомов, заставив их вести себя сначала как бозоны, затем как фермионы, а потом снова как бозоны.
i️ Все известные частицы можно отнести либо к фермионам, либо к бозонам, и от того, к какой категории они относятся, зависит их поведение в больших группах.💡 Разница между этими двумя типами частиц ярко проявляется в квантовой области при сверхнизких температурах. Поэтому ученые создали свой двигатель из нескольких сотен тысяч атомов лития, охлажденных до температуры в пределах долей градуса от абсолютного нуля.
❄️ В этих условиях с помощью магнитных полей атомы лития вели себя либо как группа фермионов, либо, после того как они были вынуждены образовать пары, похожие на молекулы, как группа бозонов.
🔧 Учёные начали с коллекции парных атомов, похожих на бозоны. Сначала они сжимали их, а затем превращали в группу фермионов, что увеличивало их коллективную энергию. 🔄 Далее ученые расширяли атомы. После чего подстраивали магнитные поля для повторного формирования атомных пар и перевода их в бозонное состояние, что снижало их общую энергию. Атомы действовали подобно "рабочей жидкости" в обычных двигателях, где работа извлекается путем повторяющегося цикла сжатия и расширения.
🤔 В настоящее время КПД двигателя на ультрахолодных атомах составляет около 25%, но ученые могут доработать его для повышения эффективности. Впервые показано, что можно управлять двигателем с помощью чисто квантовой формы энергии.
🚀 Стало возможным создание квантового двигателя, работающего за счет постоянного изменения фундаментальной квантовой природы входящих в него частиц. В перспективе такие устройства могут быть использованы для питания других квантовых технологий.
🔋 Если данную технологию удастся применить на практике, то квантовые двигатели можно будет использовать для зарядки квантовых батарей и охлаждения квантовых компьютеров.
1 минута
9 октября 2023