পদার্থবিজ্ঞানী একটি একক ক্যালসিয়াম এটম দ্বারা চালিত একটি সুপার ক্ষুদ্র ইঞ্জিন নির্মিত

পদার্থবিজ্ঞানী একটি ইঞ্জিন বিকশিত করেছেন যা আপনি নগ্ন চোখে দেখতে পাচ্ছেন না।

একটি পত্রিকা আজ প্রকাশিত জার্নাল বিজ্ঞান মিনেজ ইউনিভার্সিটির গবেষক এবং জার্মানির ক্যাসেল বিশ্ববিদ্যালয়ের গবেষণা দল একটি ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক সিস্টেম তৈরি করেছে যা একটি একক চার্জযুক্ত ক্যালসিয়াম -40 পরমাণুকে ফাঁদে ফেলে এবং এটিকে উত্তোলন করে, কেবল বাষ্প-ইঞ্জিন এবং গাড়ির ইঞ্জিনের মতো শক্তি তৈরি করে। এবং এই ক্ষুদ্র ইঞ্জিনের কোয়ান্টাম যান্ত্রিক অবস্থার কারণে, পদার্থবিজ্ঞানী বিশ্বাস করেন যে সিস্টেমটি একই স্তরে কাজ করে এবং এমনকি গড় গাড়ী ইঞ্জিনের চেয়ে আরও দক্ষ হতে পারে।

"50 এর দশকের শেষের দিকে থেকে ইঞ্জিনগুলির কোয়ান্টাম বৈশিষ্ট্যের অনেক তাত্ত্বিক ব্যাখ্যা এবং তদন্ত হয়েছে," মিনেজ বিশ্ববিদ্যালয়ের সীসা গবেষক এবং পরীক্ষামূলক পদার্থবিজ্ঞানী জোহানেস রোসেনগেল বলেছেন ইনভার্স। "আমরা এখন দেখিয়েছি যে এটা সম্ভব।"

চার বছর আগে রুশনাগেল ও তার দলটি এই প্রকল্পটি চালু করেছিল যখন তারা থার্মোডাইনামিকগুলিতে কোয়ান্টাম প্রভাবগুলি আবিষ্কার করতে চেয়েছিল এবং তারা মনে করেছিল যে ইঞ্জিন তৈরির সর্বোত্তম উপায় পরীক্ষা করা হবে। তিনি কয়েক শত ইউরো একটি ছোট বাজেটে স্ক্র্যাচ থেকে সবকিছু নির্মাণ করতে হয়েছিল, তিনি বলেছেন। তাদের ব্যক্তিগতকৃত ইলেকট্রনিক্স এবং এমন একটি সিস্টেম তৈরি করতে হয়েছিল যা খুব নির্দিষ্ট পর্যায়ে আয়নকে নিয়ন্ত্রণ করতে পারে। তাপমাত্রা পরিমাপের জন্য এটি কৌশলটি বিকাশের জন্য এটি সম্পূর্ণ বছর গ্রহণ করেছে - সাধারণ পদ্ধতিগুলি তাদের ইঞ্জিনের জন্য খুব ধীর বা ভুল।

তারা শেষ পর্যন্ত আট মিলিমিটার-লম্বা এবং চার মিমিমিটার-ইন-ব্যাস আয়ন ফাঁদ ছিল যা সোনা প্লেট এবং ইলেকট্রোডগুলির সাথে ছিল যা একমাত্র ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক ফিল্ডের ভিতরে একমাত্র ক্যালসিয়াম পরমাণু (কিন্তু কোনো চার্জযুক্ত পারমাণবিক কাজটি করতে পারে)। দুই লেজার ফাঁদের শেষ দিকে নির্দেশ করে, এক পরমাণু গরম করে এবং অন্যটি ঠান্ডা করে। তাপমাত্রা এই উষ্ণতা একটি শব্দ তরঙ্গ মত - একটি ক্রমবর্ধমান হারমনিক আশ্লেষ তৈরি করতে আয়ন ড্রাইভ। এটি একই ধারণা যা বড় তাপ ইঞ্জিন যান্ত্রিক কাজের উৎপাদনের জন্য গ্যাস বা তরল উপর নির্ভর করে, এই ক্ষেত্রে শুধুমাত্র একটি কণা ছাড়া, Roßnagel ব্যাখ্যা করে।

একক-পরমাণু ইঞ্জিন শুধুমাত্র 10-22 ওয়াট উত্পাদন করতে পারে তবে আসলে এটি একটি গাড়ির ইঞ্জিনের সাথে তুলনাযোগ্য, রোসনাগেল বলে। যদি আপনি গড় গাড়ী ইঞ্জিনে পৃথক গ্যাস কণাগুলির পরিমাণের পরিমাণ গণনা করেন, তবে মোটরটির শক্তি একক-পরমাণু ইঞ্জিনের তুলনায় পরিমাপের একই ক্রম।

"এটি আমাদের কাছে খুবই বিস্ময়কর ছিল," রোসনাগেল বলছেন। "এর অর্থ এই যে আপনি যখন এমন একটি সিস্টেমকে একক কণাতে স্কেল করেন তখনও এটি ম্যাক্রোস্কোপিক ইঞ্জিনগুলির মতো একই স্তরে সম্পাদন করে।"

তিনি এবং তার সহকর্মীরা বিশ্বাস করেন এই দক্ষতার মাত্রা কোয়ান্টাম প্রভাব, অনন্য বৈশিষ্ট্য যা শুধুমাত্র একক পরমাণু এবং কণার মাধ্যমে তৈরি করা যেতে পারে। রোসনাগেল ব্যাখ্যা করে যে থার্মোডাইনামিক কোয়ান্টাম প্রভাবগুলি এটিকে ইঞ্জিনটিকে একমাত্র শক্তি উৎস হিসাবে তাপমাত্রার উপর নির্ভর করতে হবে না এবং এটি একটি একক-পরমাণু ইঞ্জিনের কোয়ান্টাম বৈশিষ্ট্যের একটি তাপ ইঞ্জিনের চেয়ে আরও বেশি শক্তি উৎপন্ন করার সম্ভাবনা রয়েছে। যাইহোক, পদার্থবিজ্ঞানী বাইরে তাই নির্দিষ্ট নয়।

"আমি এই দক্ষতাটি গ্রহণ করবো না 'কোয়ান্টাম মেকানিক্সের অদ্ভুততা' থেকে," ক্যালিফোর্নিয়া বিশ্ববিদ্যালয়ের তাত্ত্বিক পদার্থবিজ্ঞানী হার্টমুট হ্যাফনার, যিনি এই গবেষণায় জড়িত নন, তিনি বলেন, ২014 সালে যখন রোসনাগেল ইঞ্জিন সম্পর্কে একটি প্রস্তাবপত্র লিখেছিলেন। হাফনার আরও বলেছেন যে সম্ভাব্য একক-পারমাণবিক ইঞ্জিন "খুব আকর্ষণীয় এবং খুব ভালভাবে বর্ণিত। এটি একটি নতুন শাসনে থার্মোডাইনামিক্স সম্পর্কে আমরা যা জানি তার সীমানা ধাক্কা দেওয়ার চেষ্টা করছি।"

একক-পরমাণু ইঞ্জিন রোসনাগেল এবং তার দলটি নির্মিত ছোট্ট ইঞ্জিন যা তিনি আজ জানেন। তবুও, একক ইলেকট্রনের সাথে এমনকি ছোট ছোটদেরও তৈরি করার সম্ভাবনা আছে, কিন্তু তিনি বিশ্বাস করেন না যে এটি অনুসরণ করার আগ্রহ রয়েছে। "আমাদের ইঞ্জিনে চলমান একক কণা রয়েছে এবং এটি আমাদের গবেষণার দৃষ্টিকোণ থেকে ক্যালসিয়াম পরমাণু বা ইলেক্ট্রন কিনা তা কোনও পার্থক্য করে না।"

পরবর্তীতে, রোসেনগেল প্রযুক্তির সাথে ছোট রেফ্রিজারেটর তৈরি করতে চায়। থার্মোডাইনামিক চক্রের চারপাশে বাঁকিয়ে, একক-পরমাণু ইঞ্জিনটি রেফ্রিজারেটরের মতোই চলবে, তিনি ব্যাখ্যা করেন। তারা সিস্টেমের তাপমাত্রা পার্থক্য তৈরি করে, উত্তাপিত একটি পার্শ্ব তৈরি করে এবং শীতল করা একটি দিক তৈরি করে - যেমন আমাদের খাদ্য সংগ্রহস্থলের যন্ত্রপাতিগুলি। দূর ভবিষ্যতে, তিনি চিপস এবং একক পরমাণু ট্রানজিস্টরগুলিকে উন্নত করতে এই ন্যানোস্কাল ইঞ্জিনগুলি দেখতে পারেন।

"একটি অপারেশন সময় উত্পাদিত তাপ চিপ শিল্প জন্য একটি খুব বড় সমস্যা। আমার মনে হয় হাতে অতিরিক্ত শীতল পদ্ধতিগুলি খুব সহায়ক হবে, "তিনি বলেছেন।

যাই হোক না কেন তাদের প্রাথমিক একক-পরমাণু ইঞ্জিন থেকে বেরিয়ে আসে, Roßnagel বিশ্বাস করে "এই দিন কিছু বৃহত্তর অ্যাপ্লিকেশন পাবেন।"