Kuantum Fiziği Geleceğe Nasıl Güç Verebilir?

{h1}

Kuantum fiziğinin tuhaf davranışı, enerji ihtiyaçlarımıza güvenmek için çok tahmin edilemez gibi görünse de, yeni teknolojiler çok tuhaflıklarından yararlanmak istiyor.

Editörün Notu: Her Çarşamba WordsSideKick.com, gelişmekte olan enerji teknolojilerinin yaşayabilirliğini - geleceğin gücünü inceliyor.

Kuantum fiziğinin tuhaf davranışı, enerji ihtiyaçlarımıza güvenmek için çok tahmin edilemez gibi görünse de, yeni teknolojiler çok tuhaflıklarından yararlanmak istiyor.

Bu kuantum püf noktalarının en aşina olduğu şey, ışığın hem bir dalga hem de bir parçacık gibi davranmasıdır.

Bu ikili doğa güneş enerjisi teknolojisinde kullanılmaktadır. Gelen güneş ışığı, ışığın dalga benzeri özelliklerine dayanan aynalar ve merceklerle yoğunlaşır. Bununla birlikte, bir güneş pili içine girdiğinde, bu odaklanmış ışık elektronlarla parçacık benzeri bir şekilde çarpışarak elektronları bir elektrik akımı oluşturacak şekilde serbest bırakır.

Kuantum noktaları

Yeni nesil güneş pilleri kuantum noktaları olarak adlandırılan küçük yarı iletken malzeme parçaları kullanabilir. Bu nanometre büyüklükteki cihazlar o kadar küçüktür ki, serbest elektronların yalnızca bir avuç (1 ila 1,000 arasında) içerde bulunabilir.

Bu sıkışık alanlardan dolayı, bir kuantum noktası, elektronlarının sadece spesifik (sözde kuantize edilmiş) enerji seviyelerinde yaşayabilmeleri için yapay bir atom gibi davranır. Bu seviyeler, noktanın emeceği ışığın dalga boylarını tam olarak tanımlar.

ABD Enerji Bakanlığı'nın bir parçası olan Ulusal Yenilenebilir Enerji Laboratuvarı'ndan Arthur Nozik “Kuantum noktalarının yığın yarı iletkenlere kıyasla sıra dışı özellikleri vardır. O ve meslektaşları, tek bir ışık parçacığının (veya fotonun) bir noktaya nasıl girebileceğini ve olağan olandan çok, birkaç elektronu nasıl harekete geçirdiğini inceliyorlar.

Diğer araştırmacılar, bir noktanın daha büyük veya daha küçük yaparak ışığı emdiği dalga boylarını ayarlamaya çalışıyorlar. Güneş pili üreticileri bir güne, geniş bir dalga boyu aralığında güneş ışığını emmek için farklı boyutlardaki noktaları bir araya getirebilirler.

Kuantum telleri

Bir kuantum teli, bir yön boyunca uzanan bir kuantum noktası gibidir. Bazı durumlarda, bu dar kanal - bir insan saça göre 10,000 kat daha ince - elektronlar telin altında daha düzenli bir şekilde hareket etme eğiliminde olduğundan, elektrik iletmede çok iyi olabilirler.

Kuantum teller yapmanın bir yolu, altıgen olarak bağlı karbonun küçük haddelenmiş tabakaları olan karbon nanotüplerle yapılır. 1991 yılında keşfedilen bu nanotüpler, daha iyi enerji depolaması da dahil olmak üzere her türlü uygulamada ortaya çıkmaya başladı.

Bir MIT grubu gösterdiği gibi, karbon nanotüplerden gelen bir kondansatör yapmak mümkündür. Araştırmacılar, nanotüpleri yakın bir yerde yetiştiriyorlar - muhtemelen dünyanın en küçük sevişme halısı - kapasitörün içindeki yüzey alanını arttırmak için.

Elde edilen "ultrakapaktör", benzer büyüklükteki bir pilin elektriğin yüzde 50'sine sahip olabileceğini iddia ediyor. Bu, elektrikli bir arabanın içinde ideal olabilir, çünkü kapasitörler daha dayanıklıdır ve pillerden daha hızlı şarj edilebilir ve boşalır.

Süperiletkenler

Kuantum telleri iyi iletkenler olsa da, başka bir kuantum maddesi en iyisidir.

Süperiletkenler, elektronların akımı taşıyacak şekilde eşleştirildiği materyallerdir. Bu çiftleşme alışılmadık bir durumdur çünkü elektronlar tipik olarak birbirlerini itmektedir, ancak kuantum fiziği bunun üstesinden gelir ve bu şekilde süperiletkendeki elektrik direncini sıfıra indirir veya sıfıra çok yakındır.

Direnç, elektrik taşırken telin ısınmasıdır. Güç şirketleri, iletim kablolarındaki direncin neden olduğu ısıya karşı tipik olarak enerjilerinin yaklaşık yüzde 7'sini kaybeder.

Süper iletken kablolar bu atığı azaltmaya yardımcı olabilir. Sorun, süperiletkenlerin sadece aşırı soğuk sıcaklıklarda çalışmasıdır.

Örneğin, bu sene başlarında Amerikan Süper İletken Şirketi ve ortakları tarafından Long Island elektrik şebekesinin yarım mil uzağında kurulu güç iletimi için en uzun süperiletken kablo sistemi eksi 330 derece Fahrenheit'te tutmak için sıvı azotla çevrelenmelidir. (eksi 200 santigrat derece).

American Superconductor, daha küçük ve daha verimli hale getirmek için süper iletken kablolarını açık deniz rüzgar türbinlerine uygulamak için çalışıyor.

Işık yayan diyotlar

Tüm bu kuantumdan türetilen elektriği kullanmanın iyi bir yolu, bir güneş pili gibi çalışan, ancak tersine ışık yayan diyot veya LED'i açmaktır.

Diyottan geçen elektrik akımı, elektronların iki tip yarıiletken malzeme arasındaki bir bariyerden geçmesine neden olur. Zıplayan elektronlar daha sonra bir foton yayan, daha düşük enerji hallerine düşer.

Yayılan bu ışığın dalga boyu çok dar bir bandın içinde olduğu için, normal akkor ampuller için olduğu gibi, kızılöteside çok fazla boşa harcanan enerji yoktur. Bir LED'in verimliliği, kompakt floresanlardan bile daha iyidir.

LED'ler artık normal ampullerin yerini alabilecek tam ışık fikstürlerine dönüştürülüyor. Ekstra maliyetleri düşük elektrik faturaları ile telafi edilebilir.

Enerji tasarrufu işinde, her kuantum biti yardımcı olabilir.

  • Doğada Garip Küçük Şeyler
  • Kristal Topları Unut: Matematik Gücünün Geleceğini Bilgilendirmesine İzin Ver
  • Yenilikler: Geleceğin Fikirleri ve Teknolojileri


Video Takviyesi: Albert EİNSTEİN.




Araştırma


Dış Alandaki Sıcaklık Nedir?
Dış Alandaki Sıcaklık Nedir?

Insanlar Neden Özgeci Değil?
Insanlar Neden Özgeci Değil?

Bilim Haberleri


5 Inanılmaz Bebek Becerileri
5 Inanılmaz Bebek Becerileri

Torino Kefeni Hıristiyanlığın Yayılmasına Müdahale Etti Mi?
Torino Kefeni Hıristiyanlığın Yayılmasına Müdahale Etti Mi?

Tom Cruise 'Top Gun 2' Son Insanlı Fighter Jet Uçmak
Tom Cruise 'Top Gun 2' Son Insanlı Fighter Jet Uçmak

Bir Mars Üssünü Doldurmak Tehlikeli Bir Şekilde Görülmeyecek
Bir Mars Üssünü Doldurmak Tehlikeli Bir Şekilde Görülmeyecek

Gezegeni Bisikletlerle Kaydetmenin En Iyi 5 Yolu
Gezegeni Bisikletlerle Kaydetmenin En Iyi 5 Yolu


TR.WordsSideKick.com
Her Hakkı Saklıdır!
Herhangi Bir Malzemenin Çoğaltılabilir Sadece Siteye Aktif Linki Prostanovkoy TR.WordsSideKick.com

© 2005–2019 TR.WordsSideKick.com