کوچکترین موتور جهان با استفاده از اتم

کوچکترین موتور جهان با استفاده از اتم ساخته شد

محققان موفق شدند که با گرمایش و سرمایش متناوب یک یون کلسیم ۴۰، انرژی گرمایی را به کار مفید تبدیل کنند.

این در حقیقت همان رویه ای است که در موتور احتراقی داخل خودروهای بنزینی صورت می گیرد اما این موتور غیر قابل تصور کوچک چند برابر کارآمدتر است.

یوهانس روسانجل فیزیکدان دانشگاه ‘ماینتس’ آلمان که این موتور را ابداع کرده، این موفقیت را در مجله Science توصیف کرده است. وی نوشته است، این یون کلسیم که یک میلیون بار کوچکتر از یک تار موی انسان است در یک ‘دام پاول خطی’ محدود شده است.

دام پاول وسیله ای است که اتم ها را گیر می اندازد و آنها را در میدان نیروی انرژی الکتریکی نگاه می دارد.این وسیله توسط ولفگانگ پاول ابداع و به نام این دانشمند نامیده شد؛ این اختراع جایزه نوبل فیزیک را در سال ۱۹۸۹ به وی تعلق داد.

محققان در آزمایش این موتور کوچک، از یک دام پاول استفاده کردند که از لحاظ هندسی مخروطی بود بطوریکه در یک انتها پهن تر از انتهای دیگر بود.

از سوی دیگر برای به کار انداختن موتور، حرارت و سرما به یون کلسیم اعمال شد.

حرارت توسط تحریک ‘نویز’ الکتریکی در این دام ایجاد می شود و می توان آن را خاموش و روشن کرد اما سرما از طریق یک لیزر که دائما روشن است، ارائه می شود.

هندسه این دام باعث می شود که این یون با گرم شدن در یک میدان الکتریکی به جلو و عقب نوسان کند و سپس بتواند خنک شود.

نیروی ایجاد شده متناسب با دما است و محققان گزارش می دهند که این نیروی تولید شده را می توان ذخیره کرد و از آن برای به حرکت دراوردن یک نوسانگر در برابر اصطکاک استفاده کرد.

یک موتور احتراقی داخلی هرگز نمی تواند بازده ترمودینامیکی بیش از حدود ۲۵ درصد داشته باشد.اما این موتور جدید این بازده را پشت سر گذاشته و به یک بازده ۲۸ درصدی دست یافته است.محققان امیدوارند که بازده این موتور را بیش از این افزایش دهند تا کارایی بیشتری تولید کند آنها دستیابی به این موتور را منادی آغاز عصر ماشین های کوانتومی می دانند.