量子發動機

量子發動機，利用一個量子加力燃燒室，將尾氣中的熱量轉化為雷射，從而給汽車發動機提供更高效的動力。

基本介紹

• 中文名：量子發動機
• 提出者：斯卡
• 詳細介紹：詳見正文
• 研究目標：微觀粒子運動規律

簡介

美國德克薩斯州A&M大學的物理學家斯卡利提出一個創新想法。

研究價值

經斯卡利改良的“量子發動機”，則可充分回收並再利用廢氣中的熱量，從而提高發動機的效率。

原理

斯卡利打算在汽車尾氣排氣管上增加一個光激射器和一個微波激射器。一旦尾氣中的高能量分子的數量異常增多，兩個激射器就會產生輻射，形成雷射。汽車尾氣中的分子有三種不同的能級，量子加力燃燒室就是依靠這個三能級系統來工作的。微波激射器能吸取尾氣中的部分熱量，使處在中間能級的分子失去能量而躍遷到低層能級，這樣，處在高層能級的分子數就相對增多，從而出現粒子數反轉狀態，雷射也隨之產生。

量子發動機是基於普通四衝程內燃機的循環原理提出這一理論的。普通四衝程內燃機的活動活塞可將燃料吸進氣缸然後壓縮點火，燃料受熱膨脹後推動活塞向外，產生的熱量隨廢氣一併排出。

理論背景

它是研究微觀粒子（如電子、原子、分子等）運動規律的理論。原子核和固體的性質以及其他微觀現象，目前已基本上能從以量子力學為基礎的現代理論中得到說明。現在量子力學不僅是物理學中的基礎理論之一，而且在化學和許多近代技術中也得到了廣泛的套用。上世紀末和本世紀初，物理學的研究領域從巨觀世界逐漸深入到微觀世界；許多新的實驗結果用經典理論已不能得到解釋。

大量的實驗事實和量子論的發展，表明微觀粒子不僅具有粒子性，同時還具有波動性（參見波粒二象性），微觀粒子的運動不能用通常的巨觀物體運動規律來描寫。德布羅意、薛丁格、海森堡，玻爾和狄拉克等人逐步建立和發展了量子力學的基本理論。套用這理論去解決原子和分子範圍內的問題時，得到與實驗符合的結果。因此量子力學的建立大大促進了原子物理。固體物理和原子核物理等學科的發展，它還標誌著人們對客觀規律的認識從巨觀世界深入到了微觀世界。量子力學是用波函式描寫微觀粒子的運動狀態，以薛丁格方程確定波函式的變化規律，並用算符或矩陣方法對各物理量進行計算。因此量子力學在早期也稱為波動力學或矩陣力學。量子力學的規律用於巨觀物體或質量和能量相當大的粒子時，也能得出經典力學的結論。在解決原子核和基本粒子的某些問題時，量子力學必須與狹義相對論結合起來（相對論量子力學），並由此逐步建立了現代的量子場論。