Tehniski runājot, an dzinējs ir ierīce, kas pārvērš kādu enerģijas veidu mehāniskajā enerģijā. Ņemot vērā šo definīciju, fiziķi izmantoja dīvainos mikroskopiskās fizikas noteikumus un izveidoja visu laiku karstāko dzinēju, kas arī ir mazākais jebkad radītais dzinējs.
Gaidāmajā rakstā par Fiziskās apskates vēstulesPētnieki apraksta sīku dzinēju, kas iespiests mikroskopiskā daļiņā, kas iesprostota elektriskajā nestabilitātē. Izmantojot šo iestatījumu, dzinējs sasniedza 10 miljonu Kelvinu jeb aptuveni 18 miljonus grādu pēc Fārenheita temperatūru.vēsāks nekā Saules kodols (27 miljoni grādu F), guess daudz karstāks nekā korona (līdz 3,5 miljoniem grādu F).
“Iepazīstoties ar termodinamiku šajā neintuitīvajā līmenī, mēs varam izstrādāt labākus dzinējus nākotnē un eksperimentēt, kas izaicina mūsu izpratni par dabu,” teica Molly Message, pētījuma vadošā autore un doktorante Londonas King’s Faculty (KCL) Apvienotajā Karalistē. paziņojums.
Noteikumi mikroskopiskajā pasaulē kļūst dīvaini
Motorā elektrodi notver un izplata mikrodaļiņu gandrīz vakuuma iestatījumā, ko sauc par Pola slazdu. Kad pētnieki elektrodiem pielika trokšņainu spriegumu, daļiņa sāka agresīvi svārstīties, izraisot eksponenciālu temperatūras paaugstināšanos visā sistēmā.
Rezultāti bija intriģējoši. Pēc pētnieku domām, dzinējs svārstījās starp augstu efektivitāti un tiešu termodinamikas pamatlikumu neievērošanu. Dažos ciklos dzinēja jauda pārsniedza patērēto enerģiju.
Citreiz dzinējs nejauši atdzisa, kad tas tika pakļauts apstākļiem, kuriem vajadzēja padarīt to karstāku. Pētnieki atzīmēja, ka tas, iespējams, bija saistīts ar neredzamiem spēkiem, kas darbojas, ņemot vērā sistēmas nelielo izmēru.
“Mēs varam redzēt visas šīs dīvainās termodinamiskās uzvedības, kas ir pilnīgi intuitīvas, ja esat baktērija vai proteīns, guess vienkārši neintuitīvas, ja esat tāds liels gaļas gabals kā mēs,” skaidroja Džeimss Millens, pētījuma vecākais autors un KCL fiziķis. Jaunais Zinātnieks.
Nākotnes pieteikumi?
Mazā dzinēja izmēra dēļ, visticamāk, tas nenonāks ne automašīnās, ne sadzīves tehnikā, vismaz ne tuvākajā laikā. Tā vietā pētnieki paredz vairāk teorētisku pielietojumu savai mazajai spēkstacijai. Piemēram, slazds ir ideāls, lai modelētu citas mikroskopiskas parādības, piemēram, kā olbaltumvielas salokās mūsu ķermenī, virzot dažādus vielmaiņas procesus.
“Olbaltumvielas salokās milisekundēs, guess atomi [that] liek tiem pārvietoties nanosekundēs,” paskaidroja Džonatans Pričets, pētījuma līdzautors un KCL pēcdoktorantūras pētnieks. “Šie atšķirīgie laika grafiki apgrūtina datora to modelēšanu. Novērojot, kā mikrodaļiņa pārvietojas, un izstrādājot virkni vienādojumu, pamatojoties uz to, mēs pilnībā izvairāmies no šīs problēmas.
Tas ir tikai viens piemērs no daudziem, piebilda pētnieki. Kā liecina dzinējs, mikroskopiskās pasaules fizika darbojas noslēpumainos veidos – noslēpumos, kuru atrisināšanai, iespējams, ir nepieciešami mikroskopiski instrumenti.
