محققین موسسه فیزیک و ریاضیات آکادمی علوم چین در ووهان با استفاده از لیزر برای دستکاری دقیق وضعیت یک یون کوانتومی، بر مانعی برای راه اندازی یک سیستم قدرت در مقیاس میکروسکوپی غلبه کرده‌اند.
سیستم‌های کوانتومی به تداخل خارجی حساس هستند، اما تبادل انرژی با جهان خارج اجتناب ناپذیر است. پیشرفت در تکنیک لیزر منجر به ساخت یک موتور کوانتومی شد که می‌تواند در برابر اختلالات خارجی مقاومت کند.
موتور بخار چهار حالت ترمودینامیکی را در یک چرخه عملیاتی کامل چهار زمانه – فشرده‌سازی آدیاباتیک، گرمایش هم‌حجم، انبساط آدیاباتیک و خنک‌سازی هم حجمی می‌گذراند.
در موتور کوانتومی جدید، یک یون کلسیم منفرد به عنوان یک محیط کاری بخار مانند عمل می‌کند و فرآیندهای فشرده سازی یا گرمایش چرخه توسط پرتوهای لیزری با فرکانس‌ها و شدت‌های مختلف رانده می‌شود.
موتور نیرو را به شکل نور تولید می‌کند که شدت آن متفاوت است و تغییرات حالت یون را قابل مشاهده می‌کند.
قبلاً اعتقاد بر این وجود داشت که هرچه ویژگی کوانتومی یون قوی‌تر باشد، راندمان موتور حرارتی بالاتر است، و راندمان کاری یک موتور کوانتومی فقط به قدرت راه‌اندازی موتور مربوط می‌شود.
با این حال، محققین با استفاده از یک لیزر قابل کنترل و با افزایش و سرکوب دقیق، به جای افزایش مداوم که ویژگی کوانتومی یون در طول حالت‌های مختلف موتور است، بیشترین کارایی را به دست آوردند.
این نظریه نه تنها یک کاوش در علم پیشرفته است، بلکه ایده‌های جریان اصلی را نیز به چالش می‌کشد.
محققین چینی بیش از ۱۰ سال است که در این زمینه کار می‌کنند و بر تبدیل انرژی و اطلاعات سیستم‌های کوانتومی تمرکز کرده‌اند و قبل از استفاده از این فناوری باید کارهای بیشتری انجام شود.
تحقیق آنها عمدتا برای ارائه یک نمایش است. برای اینکه واقعاً موتورهای مولکولی قابل استفاده بسازند یا برق نانوربات‌ها را تامین کنند، باید یک محیط کار مناسب درست مانند بخار آب در موتور بخار پیدا شود.
این تیم تحقیقاتی بعدی نیز دارد و برای یافتن نقطه دقیقی که لیزر به موتور کمک می‌کند تا بالاترین توان خروجی را تولید کند، و ایجاد یک ماشین سرد با تغییر جهت چرخه موتور، با استفاده از همان اصل کمپرسور یخچال تلاش می‌کند.
منبع: scmp
