Vi har sett mye forskning knyttet til kvanteberegning og kvantekommunikasjon . Med en kvantedatamaskin er det mulig å behandle informasjon med utenkelige hastigheter, ideelt for matematiske beregninger. I kommunikasjon har vi former for overføring som er umulig å bryte. Men hvorfor har du aldri hørt om kvantebatterier ?
Det er normalt at du ikke har hørt det, siden dette er første gang en gruppe forskere har demonstrert søknaden av superabsorpsjonsprinsippet kvantemekanikk i en ekte enhet. Kvantefysikk er full av fenomener og konsepter som kan virke umulige, og superabsorpsjon er en av dem.
Super absorpsjon for å lage kvantebatterier
In superabsorpsjon , kan molekyler bli så viklet inn i hverandre at de kan begynne å gjøre det handle kollektivt , i dette tilfellet øke et molekyls evne til å absorbere lys. Nærmere bestemt er denne kollektive effekten at overgangene mellom tilstandene til molekylene konstruktivt forstyrrer hverandre. Denne typen interferens forekommer i alle typer bølger, inkludert lys, lyd eller vann, og oppstår når forskjellige bølger legger seg å produsere en større effekt enn de ville hver for seg.
I stedet for å generere en større bølge i vannet, lar denne effekten de kombinerte lysmolekylene absorbere lys mer effektivt enn om hvert molekyl virket individuelt. Denne effekten kan også brukes på batterier , siden jo flere molekyler med lagret energi det er, jo mer effektivt kan energien absorberes. Takket være dette, jo større størrelsen på batteriet er, desto raskere vil det lade.
Problemet med superabsorpsjon er at det bare var en teori, og ennå ikke hadde blitt demonstrert i en skala som er stor nok til å bygge kvantebatterier. For å gjøre dette har forskere plassert et aktivt lag med lysabsorberende molekyler med et fargestoff kalt Lumogen-F oransje , i en mikrohulrom mellom to speil.
Speilene ble laget ved å bruke vekslende lag av dielektriske materialer som silisiumdioksid og niobpentoksid for å lage det som er kjent som en distribuert Bragg-reflektor. Resultatet er speil som reflekterer mye mer lys enn et speil som det vi har hjemme, noe som øker tiden lyset varer i hulrommet.
Større batterier lades raskere
De brukte deretter ultrarask transient absorpsjonsspektroskopi for å måle hvordan fargestoffmolekylene lagret energi og hvor raskt enheten ble utladet. Der fant de ut at som størrelsen på mikrohulrommet og antall molekyler økte , ble ladetiden redusert.
Effektene av denne forskningen kan være svært viktige, siden de kan tillate ultrarask lading av elbiler og alle typer batterier på bare noen få sekunder. Forskerne sier det er for tidlig å se hvilke effekter disse batteriene kan ha, men de er et flott første skritt i å bygge bro mellom laboratorietester og virkelige applikasjoner.
Snart sier forskerne at de kan utforske hvordan de kan kombinere dette systemet med andre måter å lagre og overføre energi på for å lage ekte enheter som drar nytte av dette prinsippet.
