據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)21日報道，一個由愛爾蘭都柏林三一學(xué)院理論物理學(xué)家領(lǐng)導(dǎo)的國際團(tuán)隊，建造了世界上最小的發(fā)動機——單個鈣離子，其體積僅為汽車發(fā)動機的100億分之一。這種設(shè)備未來可被納入其他技術(shù)，回收余熱，從而提高能源效率。

發(fā)動機本身是帶電的單個鈣離子，這使它很容易被電場捕獲。發(fā)動機的工作單元是離子的“固有自旋”(角動量)，這種自旋將從激光束吸收的熱量轉(zhuǎn)化為被捕獲離子的振動。

研究人員稱，這些振動就像一個“飛輪”，捕捉引擎產(chǎn)生的有用能量。正如量子力學(xué)所預(yù)測的那樣，這種能量儲存在被稱為“量子”的離散單位中。

三一學(xué)院的馬克·米奇森博士說：“‘飛輪’讓我們可以實際測量一個原子級發(fā)動機的功率輸出，首次解決單個能量量程的問題。”

“飛輪”從靜止開始，更準(zhǔn)確地說，是從它的“基態(tài)”(量子物理學(xué)中最低的能量)開始，研究小組觀察到這個小引擎迫使“飛輪”跑得越來越快。尤其重要的是，離子狀態(tài)可以在實驗中得到，這使得物理學(xué)家能夠精確地評估能量沉積過程。

三一學(xué)院物理學(xué)助理教授約翰·歌德說：“這項實驗和理論研究為基于量子理論的技術(shù)能量學(xué)研究開辟了新紀(jì)元，這是我們小組研究的核心課題。納米級的熱管理是實現(xiàn)更快、更高效計算的基本瓶頸之一。了解熱力學(xué)如何應(yīng)用于這樣的微觀環(huán)境，對未來的技術(shù)至關(guān)重要。”

相關(guān)研究發(fā)表于最新一期的《物理評論快報》雜志。