Los Físicos Crean El Motor Más Pequeño Del Mundo: Diez Mil Millones De Veces Más Pequeño Que El Motor De Un Automóvil

El motor más pequeño del mundo

El motor más pequeño del mundo funciona debido a su giro intrínseco, que convierte el calor absorbido por los rayos láser en oscilaciones o vibraciones del ión atrapado. Crédito: Profesor Goold, Trinity College Dublin.

Los físicos teóricos de Trinity se encuentran entre una colaboración internacional que ha construido el motor más pequeño del mundo, que, como un solo ion de calcio, es aproximadamente diez mil millones de veces más pequeño que el motor de un automóvil.

El trabajo realizado por el grupo QuSys del profesor John Goold en la Escuela de Física de Trinity describe la ciencia detrás de este pequeño motor.

La investigación, publicada en la revista internacional Physical Review Letters , explica cómo las fluctuaciones aleatorias afectan el funcionamiento de las máquinas microscópicas. En el futuro, estos dispositivos podrían incorporarse a otras tecnologías para reciclar el calor residual y así mejorar la eficiencia energética.

Investigadores del Trinity College Dublin

El grupo de investigación QuSys de la Escuela de Física del Trinity College de Dublín, con el profesor John Goold en la última fila, en la primera a la izquierda. Crédito: Profesor Goold, Trinity College Dublin.

El innovador experimento fue realizado por un grupo de investigación dirigido por el profesor Ferdinand Schmidt-Kaler y el Dr. Ulrich Poschinger de la Universidad Johannes Gutenberg en Mainz, Alemania.

El motor en sí, un ión de calcio único, está cargado eléctricamente, lo que facilita la captura mediante campos eléctricos. La sustancia de trabajo del motor es el “giro” intrínseco del ion (su momento angular). Este giro se utiliza para convertir el calor absorbido por los rayos láser en oscilaciones o vibraciones del ión atrapado.

Estas vibraciones actúan como un “volante”, que captura la energía útil generada por el motor. Esta energía se almacena en unidades discretas llamadas “cuantos”, como predice la mecánica cuántica.

“El volante nos permite medir la potencia de salida de un motor a escala atómica, resolviendo cuantos únicos de energía, por primera vez”, dijo el Dr. Mark Mitchison del grupo QuSys en Trinity, y uno de los coautores del artículo. .

Al arrancar el volante desde el reposo, o, más precisamente, desde su “estado fundamental” (la energía más baja en física cuántica), el equipo observó el pequeño motor que obligaba al volante a correr cada vez más rápido. Fundamentalmente, el estado del ion fue accesible en el experimento, lo que permitió a los físicos evaluar con precisión el proceso de deposición de energía.

El profesor asistente de física en Trinity, John Goold, dijo: “Este experimento y teoría marca el comienzo de una nueva era para la investigación de la energía de las tecnologías basadas en la teoría cuántica, que es un tema central de la investigación de nuestro grupo. La gestión del calor a nanoescala es uno de los cuellos de botella fundamentales para una informática más rápida y eficiente. Comprender cómo se puede aplicar la termodinámica en entornos tan microscópicos es de suma importancia para las tecnologías futuras “.

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El grupo QuSys del profesor Goold cuenta con el apoyo de una beca de inicio ERC recientemente otorgada y una beca de investigación de la Universidad SFI-Royal Society.

El innovador experimento fue realizado por un grupo de investigación dirigido por el profesor Ferdinand Schmidt-Kaler y el Dr. Ulrich Poschinger de la Universidad Johannes Gutenberg en Mainz, Alemania.

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