Дослідники створили квантовий двигун, який працює без тепла за допомогою бозонів та ферміонів

Команда дослідників з Відділу квантових систем Окінавського інституту науки та технології (OIST) спільно з вченими з Університету Кайзерслаутерн-Ландау та Університету Штутгарта створили робочий квантовий двигун, використовуючи принципи квантової механіки.

На відміну від традиційних двигунів, де вибух суміші палива та повітря призводить до руху поршня та створення енергії, новий квантовий двигун працює по-іншому. Вчені змінили квантові властивості частинок у газі, а не використовували тепло. За дуже низьких температур, коли виявляються квантові ефекти, бозони мають нижчий енергетичний стан, ніж ферміони. Ця різниця в енергії може бути використана для роботи двигуна, який перетворює бозони на ферміони і навпаки.

"Для перетворення ферміонів на бозони можна взяти два ферміони та об'єднати їх у молекулу. Ця нова молекула є бозоном. Зруйнувавши її, ми можемо знову отримати ферміони. Повторюючи процес циклічно, ми можемо запитати двигун без використання тепла", - пояснив професор Томас Буш, керівник відділу квантових систем.

Незважаючи на високий потенціал нового квантового двигуна, його застосування для двигунів автомобілів найближчим часом залишається під питанням. "Ми довели ефективність системи на практиці, але це лише перший крок", - наголосила Кірті Менон.

Для збереження стійкості квантового стану вченим важливо забезпечувати низькі температури, оскільки тепло може порушити квантові процеси. Підтримка таких умов потребує значних витрат енергії.

Наступним етапом досліджень буде оптимізація продуктивності двигуна та вивчення його потенційного застосування в інших пристроях, таких як батареї та датчики.

Результати дослідження опубліковані у журналі Nature.