消息：迄今最小發(fā)動(dòng)機(jī)僅一個(gè)離子大

據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)21日?qǐng)?bào)道，一個(gè)由愛(ài)爾蘭都柏林三一學(xué)院理論物理學(xué)家領(lǐng)導(dǎo)的國(guó)際團(tuán)隊(duì)，建造了世界上最小的發(fā)動(dòng)機(jī)——單個(gè)鈣離子，其體積僅為汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的100億分之一。這種設(shè)備未來(lái)可被納入其他技術(shù)，回收余熱，從而提高能源效率。

發(fā)動(dòng)機(jī)本身是帶電的單個(gè)鈣離子，這使它很容易被電場(chǎng)捕獲。發(fā)動(dòng)機(jī)的工作單元是離子的“固有自旋”(角動(dòng)量)，這種自旋將從激光束吸收的熱量轉(zhuǎn)化為被捕獲離子的振動(dòng)。

研究人員稱(chēng)，這些振動(dòng)就像一個(gè)“飛輪”，捕捉引擎產(chǎn)生的有用能量。正如量子力學(xué)所預(yù)測(cè)的那樣，這種能量?jī)?chǔ)存在被稱(chēng)為“量子”的離散單位中。

三一學(xué)院的馬克·米奇森博士說(shuō)：“‘飛輪’讓我們可以實(shí)際測(cè)量一個(gè)原子級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)的功率輸出，首次解決單個(gè)能量量程的問(wèn)題。”

“飛輪”從靜止開(kāi)始，更準(zhǔn)確地說(shuō)，是從它的“基態(tài)”(量子物理學(xué)中最低的能量)開(kāi)始，研究小組觀(guān)察到這個(gè)小引擎迫使“飛輪”跑得越來(lái)越快。尤其重要的是，離子狀態(tài)可以在實(shí)驗(yàn)中得到，這使得物理學(xué)家能夠精確地評(píng)估能量沉積過(guò)程。

三一學(xué)院物理學(xué)助理教授約翰·歌德說(shuō)：“這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)和理論研究為基于量子理論的技術(shù)能量學(xué)研究開(kāi)辟了新紀(jì)元，這是我們小組研究的核心課題。納米級(jí)的熱管理是實(shí)現(xiàn)更快、更高效計(jì)算的基本瓶頸之一。了解熱力學(xué)如何應(yīng)用于這樣的微觀(guān)環(huán)境，對(duì)未來(lái)的技術(shù)至關(guān)重要。”

相關(guān)研究發(fā)表于最新一期的《物理評(píng)論快報(bào)》雜志。