Физики из университета Майнца создали тепловой двигатель на основе одного атома. Устройство работает по принципу двигателя внутреннего сгорания и с такой же эффективностью преобразует изменения температуры в механическую энергию.
До этого некоторым ученым удавалось создать микро-двигатели из 10 000 частиц, но одноатомный двигатель существовал лишь в теории — его модель была описана в статье, опубликованной в 2014 году. Ее автором был Йоханнес Роснагель, специалист в области экспериментальной физики и руководитель нового исследования.
Для начала ученые разместили один атом кальция-40 (хотя подойдет и любой другой) в конус с электромагнитной энергией, из которого атом не смог бы выбраться. Затем на каждый край конуса были направлены лазеры — один охлаждал, а другой нагревал атом, что вызывало его движение и меняло его размер. В результате этого движения двигатель смог выработать 1,5 кВт энергии на килограмм, т. е. примерно столько же, сколько средний автомобиль.
Как рассказал Йоханнес Роснагель, двигатель можно сделать еще меньше, если использовать только электрон, вместо атома, но с научной точки зрения в этом нет никакого смысла, так как атом и электрон действуют одинаково.
Физики занимаются фундаментальными исследованиями и хотят лучше изучить термодинамику одиночных частиц. Двигатель также не подойдет для нанороботов, так как несмотря на свой микро-размер, для работы устройства требуются механизмы, которые занимают практически целую лабораторию.