Toto je najmenší motor na svete. Odhalil záhadné javy a jeho veľkosť sa počíta na atómy
Výskumníci z Empa a EPFL vo Švajčiarsku vyvinuli molekulárny motor, ktorý sa skladá iba zo 16 atómov a otáča sa jedným smerom. Tento počin by mohol umožniť získavanie energie na atómovej úrovni, píše portál Phys.org.
Veľkosť v atómoch, princíp však ostáva rovnaký
Tím inžinierov zo švajčiarskych inštitúcií Empa a EPFL vyvinul špeciálny molekulárny motor, ktorý pozostáva iba zo 16 atómov. Motor meria menej ako jeden nanometer a je tak približne 100 000-krát menší ako priemer ľudského vlasu.
Zaujímavé je tiež to, že motor sa pohybuje presne na hranici medzi klasickým pohybom a kvantovým tunelovaním, čím odhalil vedcom niektoré záhadné javy v kvantovej ríši.
Motor funguje v zásade podobne ako jeho „veľký bratia“ v našom svete, keďže premieňa energiu na riadený pohyb. Takéto molekulárne motory existujú aj v prírode, napríklad vo forme myozínov, čo sú motorické proteíny, ktoré hrajú dôležitú úlohu v živých organizmoch pri sťahovaní svalov a pri prenose molekúl medzi bunkami.
Rovnako ako motor vo veľkom merítku, 16-atómový prístroj pozostáva zo statora a rotora, t.j. z pevnej a pohyblivej časti. Rotor rotuje na povrchu statora, pričom môže zaujať šesť rôznych pozícií. Aby motor skutočne vykonával nejakú prácu, je nevyhnutné, aby stator umožnil rotoru pohybovať sa iba jedným smerom.
Zariadenie môže byť poháňané tepelnou aj elektrickou energiou. Pri tepelnom napájaní sa smerový rotačný pohyb motora mení na rotácie v náhodných smeroch, pričom pri izbovej teplote sa rotor náhodne otáča dozadu a dopredu niekoľko miliónovkrát za sekundu.
Elektrická energia generovaná elektrónovým skenovací mikroskoropom, z ktorého konca prúdi do motora malý prúd môže naopak rotácie usmerniť. Energia z jedného elektrónu pritom postačí na to, aby sa rotor otočil o jednu šestinu otáčky.
Čím vyššie je množstvo dodanej energie, tým vyššia je frekvencia pohybu, ale súčasne je pravdepodobnejšie, že sa rotor bude pohybovať v náhodnom smerom, píše Science Daily.
Pomôže pri chápaní procesov kvantovej fyziky
Podľa zákonov klasickej fyziky je na uvedenie rotora do pohybu proti odporu potrebné konkrétne množstvo energie. Ak dodávaný objem tepelnej alebo elektrickej energie nie je dostatočný, rotor by sa mal zastaviť.
Vedci však pri výskume pozorovali nezávisle konštantnú frekvenciu rotácie v jednom smere aj pod týmto limitom, a to pri teplotách pod 17 Kelvinov (-256°C) alebo pri napätí menšom než 30 milivoltov.
Tu sa preto dostávame ku kvantovej fyzike. Podľa jej pravidiel môžu častice porušovať tento princíp, čo v tomto prípade znamená, že rotor dokáže prekonať odpor aj vtedy, keď jeho kinetická energia v klasickom zmysle nie je dostatočná.
Tento jav sa nazýva kvantové tunelovanie a bežne sa vyskytuje bez straty energie, čo znamená, že by mali byť teoreticky rovnako pravdepodobné oba smery otáčania rotora.
Rotor sa však prekvapivo počas výskumu s 99 % pravdepodobnosťou otáčal stále rovnakým smerom. To podľa vedcov znamená, že počas tunelového efektu k strate energie predsalen došlo. Pre výskumníkov je tak toto pozorovanie veľmi dôležité.
Vyvinuli totiž nie len motor na úrovni atómov, ktorý dokáže pracovať, ale zariadenie, ktorý by mohlo umožniť sledovať práve procesy a príčiny rozptylu energie pri tunelovom efekte.
Čítajte viac z kategórie: Novinky
Ďakujeme, že čítaš Fontech. V prípade, že máš postreh alebo si našiel v článku chybu, napíš nám na redakcia@fontech.sk.
Teraz čítajú
Vedci dokázali zastaviť starnutie. Našli vec, vďaka ktorej budú ľudia žiť oveľa dlhšie
Vedci zachytili záhadný signál: Opakovane k nám prichádza z planéty, kde sa má skrývať život
Prirovnávajú ho k Hviezde smrti. Objekt blízko Zeme pred nami celú dobu skrýval obrovské tajomstvo
Z chemikálie vytvorili potravinu. Čínski vedci hlásia úspech, nepotrebovali ani pôdu, vodu a rastlinu
Vedci dostali veľkú nádej. Zistili, kde sú na Marse ukryté stopy dávneho života
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP
Lekárka odhalila jasné znaky poškodenia pečene: Objavujú sa na rukách, väčšina Slovákov ich prehliada
Popredný lekár varuje pred fenoménom moderného života: Ničí mozog, vedie k vyhoreniu a ohrozuje tvoju pamäť
Koniec hotovosti: Slovenských podnikateľov čaká zásadná reforma
Za 150-tisíc eur si v Piešťanoch otvorili pekáreň: „Keď som upiekla 90 chlebov denne, vedela som, že to už nie je len hobby“
Posun vo Ficovom podmienkovaní konca ruského plynu: EK dá Slovensku 6 garancií
- 24 hod
- 48 hod
- 7 dní
-
- Väčšina Slovákov o nej ani netuší. Ak porušíš túto povinnosť, hrozí ti pokuta 1200 €
- Stellantis bankrotuje, Volkswagen zatvára závod. Globálni výrobcovia majú problém na dôležitom trhu
- Vedci zachytili záhadný signál: Opakovane k nám prichádza z planéty, kde sa má skrývať život
- Archeológovia ostali v nemom úžase. V Poľsku objavili tisíce rokov staré pyramídy
- Taiwan ukázal svetu, čo sa stane, ak zaútočí Čína. V kľúčovom teste všetkých zarazili
-
- Väčšina Slovákov o nej ani netuší. Ak porušíš túto povinnosť, hrozí ti pokuta 1200 €
- Ľudstvo rieši energetickú krízu, zatiaľ čo nás potichu ničí ešte desivejší problém
- Archeológovia ostali v nemom úžase. V Poľsku objavili tisíce rokov staré pyramídy
- Stellantis bankrotuje, Volkswagen zatvára závod. Globálni výrobcovia majú problém na dôležitom trhu
- VIDEO: V Kanade natočili pri búrke záhadnú modrú guľu. Môže ísť o fenomén, ktorý rozdeľuje vedu
-
- Väčšina Slovákov o nej ani netuší. Ak porušíš túto povinnosť, hrozí ti pokuta 1200 €
- Televízory Slovákov úmyselne zhoršujú kvalitu obrazu. Je to špinavý marketing, takto ho opravíš
- V spoľahlivosti nemajú konkurenciu. Týchto 5+1 automobiliek má najlepšie motory (PREHĽAD)
- Benzín a nafta definitívne skončili. Čerpacie stanice ich nahradia „novými“ palivami, vieme kedy
- Stellantis bankrotuje, Volkswagen zatvára závod. Globálni výrobcovia majú problém na dôležitom trhu
Fico opäť cúva pred Bruselom. Slovensko blokuje sankcie a riskuje miliardové žaloby
Kataster sa konečne spamätal. Oddnes si dôležitý dokument vybavíš aj na pošte
Na Slovensku vzniká lietadlo budúcnosti. Vodíkový VTOL má nahradiť vrtuľníky a zmeniť mestskú dopravu
Najzamestnávateľ roka v IT prekvapil verejnosť. Prepúšťa 150 ľudí a varuje pred neistotou
Poľsko aj Maďarsko majú svojich prvých vesmírnych hrdinov. Kapsula ISS bezpečne pristála v oceáne
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP