L'Università di Kaiserslautern-Landau e l'Università di Stoccarda, in collaborazione con l'Istituto di Scienza e Tecnologia di Okinawa (OIST), hanno sviluppato un innovativo motore quantistico che funziona senza combustione o calore. La ricerca, pubblicata sulla rivista Nature, sfrutta le proprietà dell'entanglement quantistico per generare energia.
Si tratta di una scoperta scientifica di grande importanza, che apre nuove prospettive nel campo della tecnologia quantistica, dimostrando come i principi della meccanica quantistica possano essere applicati per creare dispositivi funzionali. Il motore quantistico rappresenta un approccio radicalmente diverso rispetto ai motori convenzionali, sfruttando le peculiari caratteristiche delle particelle subatomiche anziché la combustione di carburanti.
Il funzionamento del motore quantistico
Il motore sfrutta una proprietà quantistica chiamata entanglement, che Einstein definì "azione spettrale a distanza". Anziché basarsi sull'espansione di gas caldi come nei motori tradizionali, questo dispositivo genera movimento modificando il comportamento delle particelle a livello quantistico.
Nello specifico, il motore sfrutta la differenza di energia tra due tipi di particelle: i bosoni e i fermioni. A temperature estremamente basse, i bosoni si assestano in stati energetici inferiori rispetto ai fermioni. Il motore funziona convertendo ciclicamente i fermioni in bosoni e viceversa, generando così energia.
Il professor Thomas Busch, responsabile dell'Unità Sistemi Quantistici dell'OIST, spiega: "Per trasformare i fermioni in bosoni, si possono combinare due fermioni in una molecola. Questa nuova molecola è un bosone. Scindendola, possiamo recuperare nuovamente i fermioni. Eseguendo questo processo ciclicamente, possiamo alimentare il motore senza usare calore".
Nonostante funzioni solo in regime quantistico, il team di ricerca ha riscontrato un'efficienza piuttosto elevata del motore, che può raggiungere il 25% con l'attuale configurazione sperimentale.
Tuttavia, gli scienziati sottolineano che ci sono ancora diverse sfide da superare prima di poter realizzare applicazioni pratiche. Keerthy Menon, uno dei ricercatori coinvolti, afferma: "Sebbene questi sistemi possano essere altamente efficienti, abbiamo realizzato solo una prova di concetto insieme ai nostri collaboratori sperimentali. Ci sono ancora molte sfide nella costruzione di un motore quantistico utile".
I ricercatori intendono approfondire ulteriormente il funzionamento del motore a livello fondamentale, esplorando possibili integrazioni con altri dispositivi, come batterie miniaturizzate o sensori di precisione.
Sebbene non sia prevista una sostituzione dei motori convenzionali nel prossimo futuro, questa scoperta evidenzia il potenziale ancora inesplorato della tecnologia quantistica. Dimostra che i fenomeni quantistici possono effettivamente portare a innovazioni tecnologiche concrete.