Ученые создали самый маленький двигатель, горячее Солнца

Исследователи из Королевского колледжа Лондона создали самый маленький двигатель в мире из одной микрочастицы, меньше клетки в человеческом теле.

Ученые воздействовали на частицу электрическими полями, нагрев ее до 10 млн°C. Это выше температуры на поверхности Солнца и в три раза выше температуры солнечной короны. В классической физике двигатель — любой механизм, преобразующий один вид энергии в другой. Однако в меньших масштабах все выглядит несколько иначе.

Для создания своего крошечного двигателя исследователи использовали устройство, которое называется квадрупольной ионной ловушкой или ловушкой Пола. Устройство использует осциллирующие электрические поля для захвата одиночной заряженной микрочастицы и удержания ее в условиях, близких к вакууму. Установка изолирует частицу от окружающей среды.

Ученые подавали на электроды ловушки случайное шумовое напряжение. Этот шум заставлял частицу активно вибрировать. В процессе движения она выделяла много тепла. Однако поведение этого тепла было непредсказуемым. Во время каждого запуска поведение частицы было случайным.

Под влиянием источника тепла частица иногда охлаждалась вместо того, чтобы нагреваться. Дело в том, что в очень малых масштабах законы термодинамики работают иначе. В новой области, получившей название стохастической термодинамики, в среднем все законы справедливы, однако иногда наблюдается действительно странное поведение, которое противоречит ожиданиям и привычным представлениям. В среднем атом подчиняется статистическим законам, но в любом заданном интервале времени среднего значения нет. Все это флуктуация.

«Двигатели и типы передачи энергии, которые в них происходят, являются микрокосмом большей Вселенной. Изучение парового двигателя привело к появлению