باتری های کوانتومی، عجیب ترین پدیده دنیای فناوری - وبلاگ عکس

به گزارش وبلاگ عکس، ایسنا نوشت: علیت -رابطه میان علت و معلول- کلید تجربه ما از واقعیت است. برای مثال، انداختن یک لیوان باعث شکستن آن می شود، بنابراین لیوان قبل از انداخته شدن نمی تواند خرد شود. اما در دنیای کوانتوم، این قوانین لزوما برقرار نیستند و دانشمندان اکنون نشان داده اند که چگونه می توان از این عجایب برای شارژ باتری های کوانتومی استفاده کرد.

به یک معنا، می توان گفت که باتری های کوانتومی از طریق تناقض ها تغذیه می شوند. روی کاغذ، آنها با ذخیره انرژی در حالت های کوانتومی اتم ها و مولکول ها کار می کنند. البته به محض اینکه کلمه کوانتوم وارد مصاحبه می شود، می دانید که چیزهای عجیبی در شرف وقوع است. در این مورد، یک مطالعه تازه نشان داده است که باتری های کوانتومی می توانند با نقض دلیل و معلولی که ما می شناسیم، کار کنند.

یوانبو چن، نویسنده این مطالعه گفت: باتری های فعلی برای دستگاه های کم مصرف مانند گوشی های هوشمند یا حسگرها، معمولاً از مواد شیمیایی مانند لیتیوم برای ذخیره شارژ استفاده می کنند، در حالی که باتری های کوانتومی از ذرات میکروسکوپی مانند آرایه هایی از اتم ها استفاده می کنند.

وی اضافه نمود: در حالی که باتری های شیمیایی از طریق قوانین کلاسیک فیزیک کنترل می شوند، ذرات میکروسکوپی ماهیت کوانتومی دارند، بنابراین ما فرصتی برای کشف راه هایی برای استفاده از آنها داریم که تصورات شهودی ما را از آنچه در مقیاس های کوچک اتفاق می افتد، تغییر می دهد یا حتی می شکند. من به شکل ویژه به روشی که ذرات کوانتومی می توانند برای نقض یکی از اساسی ترین تجربیات ما یعنی تجربه زمان کار کنند، علاقه مندم.

در فیزیک کلاسیک، یعنی فیزیکی که ما در جهان در مقیاس بزرگ تجربه می کنیم، علیت به وضوح، خطی است. در مثال قبلی، انداختن لیوان(رویداد الف) باعث شکستن آن می شود(رویداد ب)، اما نمی توانید رابطه بین این دو رویداد را معکوس کنید، چرا که شیشه به دلیل شکستگی نیفتاده است.

اما در قلمروی ترسناک فیزیک کوانتومی، این محدودیت لزوما اعمال شود و بهره گیری از این تناقض در یک باتری کوانتومی می تواند به کارآمدتر شدن این باتری ها کمک کند.

در این مطالعه تازه، دانشمندان دانشگاه توکیو آزمایشی آزمایشگاهی با استفاده از لیزرها، لنزها و آینه ها انجام دادند که به عنوان یک باتری کوانتومی در مقیاس بزرگ عمل می کنند.

شارژ این باتری ها معمولاً به چندین مرحله شارژ نیاز دارد که یکی پس از دیگری کار می کنند، اما در اینجا تیم از یک اثر کوانتومی به نام ترتیب علّی نامعین(ICO) استفاده کرد. اساساً هنگامی که محققان سیستم را به حالت برهم نهی کوانتومی درمی آورند، ترتیب علّی می تواند در هر دو جهت به طور همزمان وجود داشته باشد و به مراحل شارژ چندگانه اجازه می دهد تا با هم و نه به صورت متوالی کار کنند.

یوانبو چن می گوید: ما با ICO نشان دادیم که روش شارژ باتری متشکل از ذرات کوانتومی می تواند به شدت بر عملکرد آن تأثیر بگذارد. ما شاهد دستاوردهای بزرگی هم در انرژی ذخیره شده در سیستم و هم در بهره وری حرارتی بودیم و تا حدودی به طور غیرمنتظره، اثر شگفت انگیز یک تعامل را کشف کردیم که عکس آن چیزی است که ممکن است انتظار داشته باشید. یعنی یک شارژر کم مصرف می تواند انرژی های بالاتری را با کارایی بیشتر نسبت به یک شارژر با قدرت نسبتاً بالاتر با استفاده از دستگاه مشابه ارائه دهد.

شاید برای بسکمک از مردم سخت باشد که این مفهوم را درک کنند، اما باتری های کوانتومی ممکن است روزی به واقعیت تبدیل شوند. در حال حاضر آنها فقط به عنوان آزمایش های آزمایشگاهی وجود دارند، اما دانشمندان به آرامی جنبه های مختلف آنها را با هدف نهایی اینکه چگونه می توانند قطعات مختلف را به هم متصل کنند و به یک کل تبدیل کنند، آزمایش می کنند.

5858