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量子力学が電気を生成するとき

日本の研究者グループが、エネルギーの生産と回収の方法を根本的に変える可能性のある一歩を踏み出したようです。の 科学者 彼らは、量子工学の原理を利用し、実際に古典的な熱力学の限界に疑問を投げかけ、熱を電気に変換する新しい方法の開発に成功しました。 この発見は、として知られる非常に奇妙な自然現象に基づいています。 友永・ラッティンジャー液 （または TL）、従来の物質とはまったく異なる動作をする量子システムです。本質的に、物質のこの特定の状態により、熱が通常のように均一に広がることなく、システムの特定の部分に「閉じ込められる」ことが可能になります。したがって、エネルギー密度は高いままであり、電気への変換は古典物理学よりも効率的になります。 この革新性の基礎には、秩序と効率の源として熱の乱れを利用するという、ほとんど逆説的なアイデアがあります。通常、材料を加熱すると、その分子はエネルギーを得てより無秩序に動き、その結果、熱が急速かつ均一に拡散します。に 友永・ラッティンジャー液しかし、電子は異なる動作をします。電子は熱バランスに「従わない」のですが、非熱状態のままで、電気に直接変換できる大量のエネルギーを保持します。 転覆は基本的なものです。 記録されたエネルギー効率は、CARNOT および Curzon-Ahlborn の理論的限界を超えています、これは 2 世紀にわたって、あらゆる熱生成システムに対する自然の障壁と考えられてきました。簡単に言えば、日本の科学者は、 同量の熱よりも多くの電気を取り出すことに成功した、従来の熱力学の原理に基づいた既知のエンジンや発電機と比較して。 彼らの理論を証明するために、研究者らは量子点トランジスタを使用しました（量子点トランジスタ） - 電子の流れを制御する非常に小さなレイアウト - 熱源として。生成された熱は、 友永・ラッティンジャー液そしてそこから小さな量子熱マシンに至る。その結果は驚くべきものでした。生成される電圧は、従来の熱源から生じる電圧よりもはるかに大きかったのです。 科学者たちは、その「秘密」はTL内の電子の集合的な性質にあると説明しています。各電子が独立して移動する従来の材料とは異なり、この量子システムではすべての粒子が単一の調整された実体として機能します。これにより、「混沌の中での秩序」の形を維持し、熱が広がる自然な傾向に抵抗することができます。 この異常な動作を説明するために、研究者はバイナリに基づいた理論モデルを開発しました。 フェルミの分布これは、システムの非熱状態がどのようにしてより強力な電界とより優れたエネルギー変換を生み出すことができるかを説明しています。 先生 Toshimasa Fujisawa によって 東京理科大学研究チームの責任者は、この発見は将来全く新しい形のエネルギー回収につながる可能性があると述べた。彼によると、コンピュータやスマートフォンから将来の量子コンピュータに至るまで、日常の電子機器から発生する熱を電気に変えて再利用できる日が来るでしょう。 現在、産業、エレクトロニクス、データ ネットワークで消費されるエネルギーの大部分が熱の形で失われています。もし テクノロジー の 友永・ラッティンジャー液 実用的な用途に発展する可能性があり、この回収されたエネルギーにより、消費、排出量、エネルギーコストが大幅に削減される可能性があります。 この発見はまだ実験段階にあるが、研究者らは、熱を「損失」としてではなく、クリーンエネルギーの原料として利用する量子熱機械の開発への全く新しい道を開くものであると信じている。すでに国際的な大学や研究センターが実験の再現に関心を示しており、コンピューター業界はこのプロジェクトに将来のプロセッサーのエネルギー効率に対する解決策の可能性を見込んでいます。…