ساخت کوچکترین موتور جهان

یک تیم از فیزیکدانان آلمانی موفق به ایجاد کوچکترین موتور در جهان شدند.

به گزارش ایسنا، در این موتور یک اتم کلسیم جایگزین پیستون و شاتون شده است. این موتور که از یک اتم کلسیم الکتریکی نیرو می‌گیرد، به طور متوسط بازده ترمودینامیکی معادل یک موتور خودرو دارد.

موتورهای مبدل حرارتی، انرژی حرارتی را به مکانیکی تبدیل می کنند که موتور خودرو یک نوع از آن است.

دانشمندان در دانشگاه یوهانس گوتنبرگ ماینز آلمان (JGU) در همکاری با فیزیکدانان نظری دانشگاه نورنبرگ (FAU)، موفق به ایجاد یک یون کلسیم شدند که یک میلیون بار کوچکتر از یک تار موی انسان بوده و در یک دام پاول خطی محدود شده است. آنها سپس برای راه اندازی موتور حرارت و سرما را به یون اعمال کردند. دام پاول وسیله‌ای است که اتم‌ها را به دام انداخته و آنها را در یک میدان نیروی انرژی الکتریکی محبوس می‌کند.

لازم به ذکر است که دلیل نام گذاری این وسیله، "ولفگانگ پاول" مخترع آن است که پس از ثبت این اختراع، آن را دام پاول نامگذاری کردند. وی برای این اختراع جایزه نوبل فیزیک را در سال 1989 دریافت کرد.

شکل هندسی یک دام پاول مخروطی بوده و اندازه ابتدا و انتهای آن با هم برابر نیست. حرارت توسط تحریک نویز الکتریکی و سرما از طریق یک لیزر که دائما روشن است در این دام ایجاد می‌شود.

شکل هندسی این دام باعث می‌شود که این یون با گرم شدن در یک میدان الکتریکی در ابتدا و انتهای این دام نوسان پیدا کرده و سپس خنک شود.

نیروی ایجاد شده از این فرآیند متناسب با دما بوده و می توان آن را ذخیره کرد و از آن برای به حرکت درآوردن یک نوسانگر در برابر اصطکاک استفاده کرد.

محققان این پژوهش ادعا می‌کنند که بازده ترمودینامیکی این موتور جدید در مقایسه با موتورهای احتراقی که بازده 25 درصدی دارند، در حدود 28 درصد است.

آنها امیدوارند که در آینده بتوانند بازده این موتور را در جهت افزایش کارآیی آن بالا ببرند.

نتایج حاصل از این پژوهش در مجله Science منتشر شده است.