المجلة العلمية اهرام مجلة مستقلة تحت إشراف هاني سلام
كتب زكريا احمد عبد المطلب
أخيرا حصلنا علي أصغر محرك في العالم، بحجم يقل بحوالي عشرة مليارات مرة عن محرك السيارة ، يتكون المحرك المذهل من أيون واحد من الكالسيوم.
كيف يعمل أصغر محرك في العالم.
جاء ذلك نتيجة تجربة رائدة أجرتها مجموعة أبحاث بقيادة البروفيسور فرديناند شميدت كالر والدكتور أولريش بوشنجر من جامعة يوهانس غوتنبرغ في ماينز ، ألمانيا، بالاشتراك مع مجموعة من الفيزيائيين النظريين في كلية ترينتي في دبلن،
في البحث الذي نشرته المجلة الدولية Physical Review Letter اوضح البروفيسور جون جولد الأستاذ المساعد في قسم الفيزياء في ترينيتي،
كيف تؤثر التقلبات العشوائية على تشغيل الآلات المجهرية. وكيف يمكننا مستقبلا ، دمج هذه الأجهزة في تقنيات أخرى من أجل إعادة تدوير حرارة النفايات وبالتالي تحسين كفاءة الطاقة.
المحرك نفسه – أيون واحد من الكالسيوم – مشحون كهربائياً ،
مما يجعل من السهل التحكم فيه باستخدام الحقول الكهربائية. ويعتمد المحرك في عمله علي خاصية “كمية الحركة الدورانية ” للأيونات (زخمها الزاوي).
حيث يتم استخدام هذا الدوران لتحويل الحرارة الممتصة من أشعة الليزر إلى ذبذبات ، أو اهتزازات للايونات
تعمل هذه الاهتزازات مثل “دولاب الموازنة” ، الذي يلتقط الطاقة المفيدة التي يولدها المحرك. يتم تخزين هذه الطاقة في وحدات منفصلة تسمى “كوانتا” ، كما تنبأ ميكانيكا الكم.
.كيف سيتم الاستفادة من أصغر محرك في العالم
من جانبه اضاف الدكتور مارك ميتشيسون من جامعة ترينيتي وأحد المؤلفين المشاركين في المقال: “تسمح لنا دولاب الموازنة بقياس إنتاج الطاقة في محرك ذري ، والحصول علي كمة طاقة مفردة ، للمرة الأولى”.
عند بدء تشغيل دولاب الموازنة من الراحة – أو بشكل أكثر دقة (أدنى طاقة في فيزياء الكم) – لاحظ الفريق ان المحرك الصغير يدفع دولاب الموازنة على العمل بشكل أسرع وأسرع.
يقول البروفيسير جون جولد ” تاتي هذه التجربة وما سبقها من أبحاث نظرية في مستهل حقبة جديدة للعمل علي تقنيات علم الطاقة القائمة على نظرية الكم ،
كما ان إدارة الحرارة في علي المقياس النانوي تعد بمثابة عنق زجاجة في مجال تسريع عمليات الحوسبة وزيادة فاعليتها” وأضاف البروفيسير جولد “يأمل العلماء من خلال هذه التجربة في فهم كيفية تطبيق الديناميكا الحرارية علي مقاييس نانوية، والاستفادة من ذلك في التقنيات المستقبلية. “
