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物理学家造出最小引擎,只有原子大小

一组物理学家造出了他们称为“世界上最小的引擎”,尺寸只有现在普通轿车引擎的百亿分之一。这么小的引擎不能带着人们上路兜风,但是它可以将多余的热能回收再利用,比如解决电子设备过热影响效能的问题。

爱尔兰都柏林三一学院(Trinity College Dublin)研究的微型引擎是单个钙离子,其带电特性使其易于用外加电场控制其位置。其自旋特性是它作为最小引擎的核心特性,因为自旋的角动量可把来自激光束的热量转变为振动能量储存。

研究者称,这些振动就像“飞轮”(flywheel)储能系统一样。飞轮系统是一种能量储存方式,向系统中贮存能量时,飞轮的转速增加;释放能量时,转速降低。

研究者之一Mark Mitchison说:“飞轮(储能机制)使测量原子级别引擎的能量成为可能。”这些能量以离散“量子”单元的形式储存。

另一位研究者John Goold说:“这项实验开创了基于量子理论技术能量学的新纪元。微观纳米层面的热量管理是提高计算机效能的瓶颈之一,了解纳米层面热力学的应用对未来技术发展很重要。”

​这份研究本周发表在《物理评论快报》(Physical Review Letters)上。

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