ساخت كوچكترین موتور جهان در اندازه یك اتم

محققان موفق شدند كه با گرمایش و سرمایش متناوب یك یون كلسیم 40، انرژی گرمایی را به كار مفید تبدیل كنند.

محققان موفق به ساخت كوچكترین موتور جهان شده اند؛ در این موتور یك اتم كلسیم جایگزین پیستون و شاتون (میله اتصال پیستون به میل لنگ) می شود.

محققان موفق شدند كه با گرمایش و سرمایش متناوب یك یون كلسیم 40، انرژی گرمایی را به كار مفید تبدیل كنند.

این در حقیقت همان رویه ای است كه در موتور احتراقی داخل خودروهای بنزینی صورت می گیرد اما این موتور غیر قابل تصور كوچك چند برابر كارآمدتر است.

یوهانس روسانجل فیزیكدان دانشگاه 'ماینتس' آلمان كه این موتور را ابداع كرده، این موفقیت را در مجله Science توصیف كرده است. وی نوشته است، این یون كلسیم كه یك میلیون بار كوچكتر از یك تار موی انسان است در یك 'دام پاول خطی' محدود شده است.

دام پاول وسیله ای است كه اتم ها را گیر می اندازد و آنها را در میدان نیروی انرژی الكتریكی نگاه می دارد.این وسیله توسط ولفگانگ پاول ابداع و به نام این دانشمند نامیده شد؛ این اختراع جایزه نوبل فیزیك را در سال 1989 به وی تعلق داد.

محققان در آزمایش این موتور كوچك، از یك دام پاول استفاده كردند كه از لحاظ هندسی مخروطی بود بطوریكه در یك انتها پهن تر از انتهای دیگر بود.

از سوی دیگر برای به كار انداختن موتور، حرارت و سرما به یون كلسیم اعمال شد.

حرارت توسط تحریك 'نویز' الكتریكی در این دام ایجاد می شود و می توان آن را خاموش و روشن كرد اما سرما از طریق یك لیزر كه دائما روشن است، ارائه می شود.

هندسه این دام باعث می شود كه این یون با گرم شدن در یك میدان الكتریكی به جلو و عقب نوسان كند و سپس بتواند خنك شود.

نیروی ایجاد شده متناسب با دما است و محققان گزارش می دهند كه این نیروی تولید شده را می توان ذخیره كرد و از آن برای به حركت دراوردن یك نوسانگر در برابر اصطكاك استفاده كرد.

یك موتور احتراقی داخلی هرگز نمی تواند بازده ترمودینامیكی بیش از حدود 25 درصد داشته باشد.اما این موتور جدید این بازده را پشت سر گذاشته و به یك بازده 28 درصدی دست یافته است.محققان امیدوارند كه بازده این موتور را بیش از این افزایش دهند تا كارایی بیشتری تولید كند آنها دستیابی به این موتور را منادی آغاز عصر ماشین های كوانتومی می دانند.

منبع: ایرنا

کانال عصر ایران در تلگرام