Wbrew pozorom to wielki sukces, o którym członkowie zespołu piszą na łamach Nature. Międzynarodowa współpraca, prowadzona z udziałem Quantum Systems Unit, Okinawa Institute of Science and Technology oraz Uniwersytetu Kaiserslautern-Landau i Uniwersytetu w Stuttgarcie, będzie miała przełożenie na to, jak ukształtują się realia świata przyszłości.
Czytaj też: Takiego splątania kwantowego jeszcze nie obserwowaliśmy. To zupełnie coś nowego
Klasycznie stosowane silniki, napędzające na przykład samochody, wykorzystują spalanie mieszanki paliwa i powietrza znajdującego się w komorze. Napędza to tłok, który porusza się w przód i w tył, wytwarzając energię potrzebną do poruszania kół pojazdu. W przypadku silnika kwantowa zasada działania jest zgoła odmienna.
Zacznijmy od tego, że autorzy badań w tej sprawie zmodyfikowali właściwości kwantowe cząstek w gazie. Kiedy temperatury spadają do bardzo niskich wartości, bozony mają niższy stan energetyczny niż fermiony. Ta różnica może zostać wykorzystana do stworzenia czegoś w rodzaju silnika. Nie chodzi jednak o wykorzystywanie ogrzewanego i chłodzonego gazu, lecz przekształcanie bozonów w fermiony i odwrotnie.
Kwantowy silnik zaprojektowany przez naukowców z Japonii oraz Chin wykorzystuje łączenie i rozdzielanie fermionów oraz bozonów
Zasada działania, przynajmniej na papierze, okazuje się stosunkowo prosta. Połączenie dwóch fermionów prowadzi do powstania bozonu. Z kolei rozbicie go pozwala na ponowne uzyskanie fermionów. Takie cykle łączenia i rozdzielania pozwalają na działanie silnika bez wykorzystania ciepła, tak jak ma to miejsce w przypadku typowych silników samochodowych.
Działający w kwantowym świecie silnik osiąga nawet 25% wydajności. Jeśli chodzi o jego potencjalne zastosowania, to chodzi o rozwój technologii kwantowych, choć jak na razie naukowcy nie są w stanie stwierdzić, czy takowe mogłyby zostać w najbliższym czasie wykorzystane do napędzania na przykład samochodów.
Czytaj też: Silnik w pełni zasilany wodorem? Koreańczycy stworzyli wyjątkową technologię
Koncepcja jest bez wątpienia intrygująca, lecz trzeba będzie praktycznych eksperymentów, które wykażą, czy możliwe będzie stworzenie faktycznie działającego silnika kwantowego o codziennych zastosowaniach. Jak na razie problematyczna jest między innymi konieczność utrzymywania skrajnie niskich temperatur, w których pożądany stan kwantowy może trwać. To z kolei wiąże się ze zużyciem dużych ilości energii. W ramach planów na najbliższą przyszłość uczestnicy tego międzynarodowego projektu chcieliby zająć się podstawowymi kwestiami dotyczącymi funkcjonowania tej technologii, optymalizacją jej wydajności oraz rozeznaniem się w potencjalnych zastosowaniach, choćby w bateriach czy czujnikach.
