Ученые создали двигатель из одного атома

Москва, 20:19, 15 Апр 2016, редакция FTimes.ru, автор Сергей Кузнецов.

В журнале Science рассматривается инновационная форма теплового двигателя, который работает, используя только один атом.

Тепловые двигатели преобразуют тепловую энергию в механическую силу, и наш современный образ жизни был бы невозможен без них. В то же время, технический прогресс приводит к созданию все более миниатюрных устройств.

Исследователи взяли единственный электрически заряженный атом кальция. Этот атом может быть нагрет с помощью электрически сгенерированного шума и охлажден с помощью лазерного луча. В результате, атом подвергается термодинамическому циклу, и элементарная частица движется взад-вперед в пределах ловушки, становясь типичным двигателем. Атом не только действует так же, как и двигатель, но также сохраняет энергию.

Ученые проводили обширные тесты, позволяющие определить термодинамические характеристики их детища. Они заявляют, что эта частица может генерировать мощность 10-22 Вт, что пропорционально мощности двигателя автомобиля.

«С помощью цикла инверсии, мы могли бы даже использовать устройство в качестве одноатомного холодильника и использовать его для охлаждения наносистем вкупе к нему», — пояснил автор, Йоханнес Рошнагель из Института физики Иоганна Гутенберга университета Майнца.

Однако, главной целью этого исследования является то, что создание нанодвигателя дает представление о термодинамике на одночастичном уровне, который в настоящее время является очень актуальной темой в исследованиях. Планируется также дальнейшее снижение рабочей температуры двигателя с целью изучения квантовых эффектов термодинамики и увеличение его мощности.