Учёные из Королевского колледжа Лондона создали двигатель, достигающий температур, превышающих температуры в ядре Солнца. Это не только технологический рекорд, но и важная веха в понимании законов термодинамики в микроскопическом масштабе. Более того, исследователи считают, что их открытие может произвести революцию в моделировании биологических процессов, таких как сворачивание белков, за которое в прошлом году была присуждена Нобелевская премия по химии.
Описанный двигатель представляет собой микроскопическую частицу, подвешенную в пространстве электрическими полями, в так называемой ловушке Пауля. Для достижения экстремальных температур учёные подали высокое напряжение на один из левитирующих электродов. Результат? Температура частицы достигла значений, ранее считавшихся невозможными в столь малых масштабах.
«Двигатели и типы передачи энергии, которые в них происходят, — это микрокосм большей Вселенной», — говорит Молли Мессадж, докторант и ведущий автор исследования. «Изучение паровой машины положило начало развитию термодинамики. Продолжение изучения двигателей в новых режимах может расширить наше понимание Вселенной и управляющих ею процессов».
Эксперименты с новым двигателем выявили явления, выходящие за рамки классических законов термодинамики. Исследователи наблюдали, что при определённых условиях система охлаждалась, а не нагревалась, что противоречило интуитивным представлениям о передаче энергии. Это явление является результатом тепловых флуктуаций, которые играют гораздо более значимую роль в микромасштабе, чем в макроскопическом мире.
«Понимая термодинамику на этом противоречащем здравому смыслу уровне, мы сможем в будущем разрабатывать более совершенные двигатели и проводить эксперименты, которые бросят вызов нашему пониманию природы», — добавляет Мессадж.
Описанный двигатель представляет собой микроскопическую частицу, подвешенную в пространстве электрическими полями, в так называемой ловушке Пауля. Для достижения экстремальных температур учёные подали высокое напряжение на один из левитирующих электродов. Результат? Температура частицы достигла значений, ранее считавшихся невозможными в столь малых масштабах.
«Двигатели и типы передачи энергии, которые в них происходят, — это микрокосм большей Вселенной», — говорит Молли Мессадж, докторант и ведущий автор исследования. «Изучение паровой машины положило начало развитию термодинамики. Продолжение изучения двигателей в новых режимах может расширить наше понимание Вселенной и управляющих ею процессов».
Эксперименты с новым двигателем выявили явления, выходящие за рамки классических законов термодинамики. Исследователи наблюдали, что при определённых условиях система охлаждалась, а не нагревалась, что противоречило интуитивным представлениям о передаче энергии. Это явление является результатом тепловых флуктуаций, которые играют гораздо более значимую роль в микромасштабе, чем в макроскопическом мире.
«Понимая термодинамику на этом противоречащем здравому смыслу уровне, мы сможем в будущем разрабатывать более совершенные двигатели и проводить эксперименты, которые бросят вызов нашему пониманию природы», — добавляет Мессадж.
Поделитесь в соцсетях:
