化工儀器網(wǎng)手機(jī)版
移動(dòng)端訪問更便捷
今日焦點(diǎn) Today's Focus
查看更多+-
關(guān)注水質(zhì)安全，“高品質(zhì)供水水質(zhì)分析與檢測(cè)技術(shù)線上研討會(huì)”開課在即
2025年5月7日14:00，化工儀器網(wǎng)特舉辦“高品質(zhì)[詳細(xì)]
量子熱機(jī)再突破！我國實(shí)現(xiàn)國際首個(gè)開放量子熱機(jī)實(shí)驗(yàn)
2022年11月23日 14:30:26
來源：化工儀器網(wǎng) 作者：羊舌木 點(diǎn)擊量：4805
中科院精密測(cè)量科學(xué)與技術(shù)創(chuàng)新研究院利用超冷離子實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了國際上第一個(gè)非厄米量子熱機(jī)實(shí)驗(yàn)。
【化工儀器網(wǎng) 項(xiàng)目成果】熱機(jī)在人類社會(huì)發(fā)展進(jìn)程和生活中發(fā)揮著重要作用。這是一種利用內(nèi)能做功的機(jī)械，能夠?qū)⑷剂系幕瘜W(xué)能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能再轉(zhuǎn)化成機(jī)械能的機(jī)器動(dòng)力機(jī)械。熱機(jī)通常以氣體作為工質(zhì)，利用氣體受熱膨脹對(duì)外做功。其熱能的來源主要有燃料燃燒產(chǎn)生的熱能、原子能、太陽能和地?zé)岬取Ｈ绾翁岣邿釞C(jī)效率一直是熱力學(xué)的核心科學(xué)問題。
近年來，隨著量子信息學(xué)、量子熱力學(xué)以及量子光學(xué)等學(xué)科理論的快速發(fā)展，人們認(rèn)識(shí)物理現(xiàn)象已經(jīng)更多地從宏觀層面轉(zhuǎn)向了微觀層面，經(jīng)典熱力學(xué)中熱機(jī)的概念也被拓展到了量子力學(xué)領(lǐng)域。量子熱機(jī)是人們探索量子系統(tǒng)熱力學(xué)特性的重要手段，熱力學(xué)與量子技術(shù)的交叉有望在微觀尺度構(gòu)建出最小的量子熱機(jī)，并且利用量子特性提高熱機(jī)效率。
這種只有微納尺度的量子熱機(jī)，不僅有望在效率上超越傳統(tǒng)熱機(jī)，還是探索量子體系演化過程中能量-信息轉(zhuǎn)換和功-熱轉(zhuǎn)換的理想實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。不過，量子熱機(jī)作為一個(gè)開放體系，熱機(jī)的吸熱和做功都是在工作物質(zhì)與外部環(huán)境的相互作用過程中完成，因此需要考慮針對(duì)非厄米量子系統(tǒng)的調(diào)控。
中科院精密測(cè)量科學(xué)與技術(shù)創(chuàng)新研究院利用超冷離子實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了國際上第一個(gè)非厄米量子熱機(jī)實(shí)驗(yàn)。研究人員發(fā)現(xiàn)，如果想提高量子熱機(jī)效率，應(yīng)該保持等容加熱沖程中的布居振蕩，抑制等容冷卻沖程中的布居振蕩，即前者處于嚴(yán)格相，后者處于破缺相。
該熱機(jī)的工作物質(zhì)是一個(gè)開放的量子體系，實(shí)驗(yàn)觀察得出“等容加熱沖程和等容冷卻沖程分別處于嚴(yán)格相和破缺相的量子奧拓?zé)釞C(jī)具有最高的熱機(jī)效率”的新結(jié)論。此外，該研究的結(jié)論和所展現(xiàn)的技術(shù)具有一定的普適性，有望應(yīng)用于能源、生物、醫(yī)藥和工程等領(lǐng)域，并用于開發(fā)分子馬達(dá)、納米機(jī)器人和微型智能裝置等。
量子熱機(jī)除可以被用于物理學(xué)、信息學(xué)以及生物學(xué)等相關(guān)學(xué)科方面的理論研究，它還有著相當(dāng)廣闊的應(yīng)用前景，包括醫(yī)療、生物制藥以及科學(xué)實(shí)驗(yàn)等。在量子熱力學(xué)逐漸發(fā)展完善的今天，量子熱機(jī)將必然是探索和解決量子熱力學(xué)問題以及相關(guān)學(xué)科問題的十分重要的手段。
(資料參考來源：中國科學(xué)報(bào))
相關(guān)閱讀 Related Reading
查看更多+-
國家能源局發(fā)布促進(jìn)能源領(lǐng)域民營經(jīng)濟(jì)發(fā)展若干舉措 提升能源企業(yè)發(fā)展動(dòng)能
近日，國家能源局發(fā)布關(guān)于促進(jìn)能源領(lǐng)域民營經(jīng)濟(jì)發(fā)展若干舉措的通知，支持民營企業(yè)提升發(fā)展動(dòng)能，公平參與市場(chǎng)，提升能源政務(wù)服務(wù)水平。2025-04-29 11:06:13 -
加速培育技術(shù)創(chuàng)新 國家2025顛覆性創(chuàng)新專項(xiàng)申報(bào)指引發(fā)布
近日，京津冀國家技術(shù)創(chuàng)新中心發(fā)布《國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃顛覆性技術(shù)創(chuàng)新重點(diǎn)專項(xiàng)2025年度項(xiàng)目申報(bào)指引》。2025-04-28 10:47:21 -
推動(dòng)應(yīng)急裝備創(chuàng)新發(fā)展 工信部啟動(dòng)工業(yè)領(lǐng)域2025先進(jìn)安全應(yīng)急裝備推廣目錄推薦工作
近日，工業(yè)和信息化部辦公廳啟動(dòng)了先進(jìn)安全應(yīng)急裝備推廣目錄(工業(yè)領(lǐng)域2025版)推薦工作，5月12日起開啟申報(bào)。2025-04-25 13:54:57 -
共促材料領(lǐng)域創(chuàng)新突破 國資委首次發(fā)布央企材料領(lǐng)域“十大基礎(chǔ)科學(xué)問題”
近日，國務(wù)院國資委首次面向全社會(huì)發(fā)布了中央企業(yè)材料領(lǐng)域“十大基礎(chǔ)科學(xué)問題”，聚焦納米材料、超導(dǎo)材料、未來材料、稀土材料、生物基材料...2025-04-23 13:29:40 -
近日，國務(wù)院常務(wù)會(huì)議審議通過了《健全新能源汽車動(dòng)力電池回收利用體系行動(dòng)方案》，從加強(qiáng)頂層設(shè)計(jì)、強(qiáng)化標(biāo)準(zhǔn)研制等方面對(duì)新能源汽車動(dòng)力電...2025-04-22 14:31:16
-
市場(chǎng)監(jiān)管總局發(fā)布39項(xiàng)國家計(jì)量技術(shù)規(guī)范
近日，市場(chǎng)監(jiān)管總局發(fā)布39項(xiàng)國家計(jì)量技術(shù)規(guī)范，涵蓋了時(shí)間頻率計(jì)量、機(jī)動(dòng)車檢測(cè)、醫(yī)療設(shè)備、環(huán)境監(jiān)測(cè)等多個(gè)領(lǐng)域。2025-04-18 16:49:49
版權(quán)與免責(zé)聲明
- ①凡本網(wǎng)注明“來源：化工儀器網(wǎng)”的所有作品，均為浙江興旺寶明通網(wǎng)絡(luò)有限公司-化工儀器網(wǎng)合法擁有版權(quán)或有權(quán)使用的作品，未經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)不得轉(zhuǎn)載、摘編或利用其他方式使用上述作品。已經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)使用作品的，應(yīng)在授權(quán)范圍內(nèi)使用，并注明“來源：化工儀器網(wǎng)”。違反上述聲明者，本網(wǎng)將追究其相關(guān)法律責(zé)任。
- ②本網(wǎng)轉(zhuǎn)載并注明自其他來源（非化工儀器網(wǎng)）的作品，目的在于傳遞更多信息，并不代表本網(wǎng)贊同其觀點(diǎn)和對(duì)其真實(shí)性負(fù)責(zé)，不承擔(dān)此類作品侵權(quán)行為的直接責(zé)任及連帶責(zé)任。其他媒體、網(wǎng)站或個(gè)人從本網(wǎng)轉(zhuǎn)載時(shí)，必須保留本網(wǎng)注明的作品第一來源，并自負(fù)版權(quán)等法律責(zé)任。
- ③如涉及作品內(nèi)容、版權(quán)等問題，請(qǐng)?jiān)谧髌钒l(fā)表之日起一周內(nèi)與本網(wǎng)聯(lián)系，否則視為放棄相關(guān)權(quán)利。
