В Германии создан двигатель размером с атом (ФОТО)

Тепловые двигатели на сегодня являются одними из самых распространенных в мире. Они вращают турбины генераторов тепловых электростанций, используются в автомобилях (тот самый двигатель внутреннего сгорания), ракетах, самолетах. Как правило, это крупные, тяжелые конструкции. И хотя над их миниатюризацией постоянно работают, ученые из Германии решили довести процесс до абсурда. И у них вышло создать двигатель размером с атом.

Немецкие физики изобрели самый маленький тепловой двигатель в мире, который состоит из всего одной частицы — иона кальция (атом кальция с удаленным одним электроном). Любой тепловой двигатель предназначен для того, чтобы преобразовывать термальную энергию в кинетическую (нагрев в движение). Это достигается за счет перемещения тепла от более горячих частей, к более холодным, или теплового расширения рабочего тела, что, например, толкает поршень в двигателе внутреннего сгорания.

В этой разработке ион кальция является одновременно рабочим телом и условным поршнем. Источником энергии выступает электромагнитный шумовой сигнал, а при помощи луча лазерного света создается область с низкой температурой (разница температур необходима для движения). Сам ион кальция размешается в электрической ловушке воронкообразной формы. Работа ученых сводилась к выравниванию частоты колебаний иона с резонансной частотой ловушки. При нагреве двигателя происходит движение к более широкому концу, а при охлаждении — возвращается обратно. Потом цикл повторяется. Вот и получается то самое преобразование тепла в движение.

Читайте также: Старший брат «тунгусского метеорита» несется к Земле

Конечно, его размеры не позволят выработать достаточно энергии, чтобы привести в движение автомобиль, не говоря уже о ракете. Ему придумали другое предназначение — разработку называют «тихой революцией» для исследований в области статистической физики, в частности для изучения перемещения тепловых потоков в микроскопических системах. Создатели говорят, что их разработка имеет огромное значение, так как она дает возможность изучить работу тепловых двигателей на квантовом уровне.

Повсеместная миниатюризация продолжается. Современные процессоры, функционирующий компьютер размером с рисовое зерно, миниатюрный дрон — специалисты трудятся, не покладая рук. А теперь у нас есть новый рекордсмен, созданный из единственного атома.