Abo
  • Services:
Anzeige

Forscher entwerfen Quantenmotor

Internationales Physiker-Team entwickelt neuartige Quanten-Wärmekraftmaschine

Eine neuartige Quantenwärmekraftmaschine (quantum heat engine, QHE) haben Wissenschaftler aus Deutschland, Indien, Pakistan und den USA jetzt in der aktuellen Ausgabe des Wissenschaftsmagazins Science vorgestellt. Der Kolben in dieser Maschine wird durch Photonendruck bewegt.

Anzeige

Strahlung ist dabei das Arbeitsmedium - analog zu Dampf - das durch einen Strahl heißer phasekohärenter Atome angeheizt wird - analog zu Kohle. Die Maschine wird von einem speziellen Quanten-Wärmebad betrieben und kann - im Unterschied zur klassischen Wärmekraftmaschine - Arbeit auch aus nur einem einzelnen thermischen Reservoir erzeugen. Der zweite Satz der Thermodynamik werde dabei nicht verletzt, so die Forscher.

Noch liegt der Quantenmotor allerdings außerhalb der technischen Möglichkeiten, doch er eröffnet neue Wege, Energie effizienter zu erzeugen und zu speichern.

Die Forscher haben sich dabei die Interferenz, also die Überlagerung von mindestens zwei Atom-Wellen, zu Nutze gemacht und eine Quantenmaschine entworfen. Ausgangspunkt dafür waren zwei Innovationen in der Quantenoptik, die Entwicklung des Mikromasers (Microwave/molecular ampflication by stimulated emission of radiation) sowie des Lasers ohne Inversion.

Im Kern besteht die Quantenmaschine aus einem Mikrolaser-Hohlraum, der durch zwei Spiegel gebildet wird. Ein Spiegel arbeitet als Resonator, der andere als Kolben, der vom Photonendruck getrieben wird. Dieser Aufbau ermögliche einen zyklischen Prozess zur Erzeugung von Arbeit. Betrieben wird die Maschine mit einem kohärenten Gas, das von einem Mikrowellen-Generator erzeugt wird und das mit einem chemischen Treibstoff vergleichbar ist, der die in chemischen Bindungen gespeicherte Energie nutzt, um ebenfalls einen Kolben zu bewegen.

Wird die Maschine mit normalen thermischen Atomen betrieben, sei ihre Effizienz durch das Carnot-Limit begrenzt. Das ändere sich, wenn man heiße Atome einsetzt, die zum Beispiel durch einen Mikrowellen-Generator in eine kohärente Mischung zwischen zwei Zuständen versetzt wurden. Bei einem solchen Ensemble von phasenkohärenten Atomen handelt es sich um einen neuen Materiezustand, den man abgekürzt "Phaseonium" nennt.

Dies habe überraschende Eigenschaften, so die Forscher. So könne man darin die Ausbreitungsgeschwindigkeiten des Lichts auf wenige Zentimeter pro Sekunde reduzieren und den Lichtstrahl praktisch zum Stillstand bringen. Ein kohärentes Medium könne aber auch Ausgangspunkt sein für neuartige Phänomene, wie Laser ohne Inversion oder elektromagnetisch induzierte Transparenz.

In ihrer aktuellen Science-Veröffentlichung betonen die Wissenschaftler: "Mit Phaseonium als Brennstoff erhalten wir eine Art 'Sortier-Aktion', bei der heiße Atome Photonen wie immer emittieren, während kalte Atome weniger als sonst absorbieren. Wir sagen damit nicht, wir hätten ein 'perpetuum mobile der zweiten Art', doch wir behaupten in der Lage zu sein, Arbeit aus einem einzigen Wärmebad zu gewinnen. Dennoch braucht man Energie von einer externen Mikrowellen-Quelle, um die Kohärenz vorzubereiten."


eye home zur Startseite
Uwe 05. Nov 2003

Vielen Dank! Das ist echt spannend und einiges ist mir damit auch verständlich geworden.

quarköl 19. Feb 2003

LAAAAAAAAAAngweilig!!

NORRITT 18. Feb 2003

ja, im grunde meinte ich das ja auch genau so ;-)

Christoph Moder 18. Feb 2003

Nein. Erstens: es gibt den sogenannten Welle-Teilchen-Dualismus, d.h. Licht (und...

NORRITT 17. Feb 2003

"Die Forscher haben sich dabei die Interferenz, also die Überlagerung von mindestens zwei...



Anzeige

Stellenmarkt
  1. Haufe Group, Freiburg im Breisgau
  2. ista Deutschland GmbH, Essen
  3. Volkswagen, Wolfsburg
  4. Ratbacher GmbH, München


Anzeige
Blu-ray-Angebote
  1. 29,99€ (Vorbesteller-Preisgarantie)
  2. 9,99€
  3. Einzelne Folge für 2,99€ oder ganze Staffel für 19,99€ kaufen (Amazon Video)

Folgen Sie uns
       

  1. Google

    Android 8.0 heißt Oreo

  2. KI

    Musk und andere fordern Verbot von autonomen Kampfrobotern

  3. Playerunknown's Battlegrounds

    Bluehole über Camper, das Wetter und die schussfeste Pfanne

  4. Vega 64 Strix ausprobiert

    Asus' Radeon macht fast alles besser

  5. Online-Tracking

    Händler können Bitcoin-Anonymität zerstören

  6. ANS-Coding

    Google will Patent auf freies Kodierverfahren

  7. Apple

    Aufregung um iPhone-Passcode-Entsperrbox

  8. Coffee Lake

    Intels 6C-Prozessoren erfordern neue Boards

  9. Square Enix

    Nvidia möbelt Final Fantasy 15 für Windows-PC auf

  10. Spionage

    FBI legt US-Unternehmen Kaspersky-Verzicht nahe



Haben wir etwas übersehen?

E-Mail an news@golem.de


Anzeige
Starcraft Remastered: "Mit den Protoss kann man seinen Gegner richtig nerven!"
Starcraft Remastered
"Mit den Protoss kann man seinen Gegner richtig nerven!"
  1. Blizzard Der Name Battle.net bleibt
  2. Blizzard Overwatch bekommt Deathmatches
  3. E-Sport Blizzard nutzt Gamescom für europäische WoW-Finalspiele

Fujitsu Lifebook U937 im Test: 976 Gramm reichen für das fast perfekte Notebook
Fujitsu Lifebook U937 im Test
976 Gramm reichen für das fast perfekte Notebook
  1. DLU Fujitsu entwickelt Deep-Learning-Chips
  2. Celsius-Workstations Fujitsu bringt sichere Notebooks und kabellose Desktops

Game of Thrones: Die Kunst, Fiktion mit Wirklichkeit zu verschmelzen
Game of Thrones
Die Kunst, Fiktion mit Wirklichkeit zu verschmelzen
  1. HBO Nächste Episode von Game of Thrones geleakt
  2. Hack Game-of-Thrones-Skript von HBO geleakt
  3. Game of Thrones "Der Winter ist da und hat leider unsere Server eingefroren"

  1. Re: Wer von euch hat mit diesem Namen gerechnet?

    pythoneer | 21:37

  2. Grässlich!

    Darr | 21:28

  3. Re: Halten wir fest: VW baut garnichts!

    mortates | 21:24

  4. Re: Früher war alles besser

    Phantom | 21:24

  5. Re: Unabhängig von Bitcoin-Zahlung eine Sauerei

    logged_in | 21:22


  1. 20:53

  2. 18:40

  3. 18:25

  4. 17:52

  5. 17:30

  6. 15:33

  7. 15:07

  8. 14:52


  1. Themen
  2. A
  3. B
  4. C
  5. D
  6. E
  7. F
  8. G
  9. H
  10. I
  11. J
  12. K
  13. L
  14. M
  15. N
  16. O
  17. P
  18. Q
  19. R
  20. S
  21. T
  22. U
  23. V
  24. W
  25. X
  26. Y
  27. Z
  28. #
 
    •  / 
    Zum Artikel