Tecnicamente falando, um motor é um dispositivo que converte alguma forma de energia em energia mecânica. Levando essa definição a sério, os físicos aproveitaram as estranhas regras da física microscópica e criaram o motor mais quente de todos os tempos – que também é o menor motor já fabricado.
Em um próximo artigo para Cartas de revisão físicaos pesquisadores descrevem um minúsculo motor amontoado dentro de uma partícula microscópica presa no limbo elétrico. Usando esta configuração, o motor atingiu uma temperatura de 10 milhões de Kelvins, ou cerca de 18 milhões de graus Fahrenheit.mais frio do que o núcleo do Sol (27 milhões de graus F), mas muito mais quente que a coroa (até 3,5 milhões de graus F).
“Ao nos familiarizarmos com a termodinâmica neste nível não intuitivo, podemos projetar motores melhores no futuro e experimentos que desafiam nossa compreensão da natureza”, disse Molly Message, autora principal do estudo e estudante de doutorado no King’s College London (KCL), no Reino Unido, em um comunicado. declaração.
As regras ficam estranhas no mundo microscópico
No motor, os eletrodos prendem e levitam as micropartículas em uma configuração quase a vácuo chamada armadilha Paul. Quando os pesquisadores aplicaram uma voltagem ruidosa aos eletrodos, a partícula começou a balançar agressivamente, causando aumentos exponenciais na temperatura de todo o sistema.
Os resultados foram intrigantes. Segundo os pesquisadores, o motor oscilava entre ser altamente eficiente e desafiar abertamente as leis básicas da termodinâmica. Em alguns ciclos, a potência do motor excedeu a energia consumida.
Outras vezes, o motor esfriava aleatoriamente quando submetido a condições que deveriam tê-lo aquecido mais. Isto provavelmente se deveu a forças invisíveis em jogo, dado o pequeno tamanho do sistema, observaram os pesquisadores.
“Podemos ver todos esses comportamentos termodinâmicos estranhos, que são totalmente intuitivos se você for uma bactéria ou uma proteína, mas pouco intuitivos se você for um grande pedaço de carne como nós”, explicou James Millen, autor sênior do estudo e físico da KCL, para Novo Cientista.
Aplicações futuras?
Devido ao pequeno tamanho do motor, ele provavelmente não irá parar em carros ou eletrodomésticos, pelo menos não tão cedo. Em vez disso, os investigadores prevêem mais aplicações teóricas para a sua pequena potência. Por exemplo, a armadilha é ideal para simular outros fenómenos microscópicos, como a forma como as proteínas se dobram dentro do nosso corpo, conduzindo vários processos metabólicos.
“As proteínas se dobram em milissegundos, mas os átomos [that] faça-os se moverem em nanossegundos”, explicou Jonathan Pritchett, coautor do estudo e pesquisador de pós-doutorado na KCL, no comunicado. “Essas escalas de tempo divergentes tornam muito difícil para um computador modelá-los. Apenas observando como a micropartícula se move e elaborando uma série de equações baseadas nisso, evitamos totalmente esse problema.”
Esse é apenas um exemplo entre muitos, acrescentaram os pesquisadores. Como o motor demonstra, a física do mundo microscópico funciona de maneiras misteriosas – mistérios que talvez exijam ferramentas microscópicas para serem resolvidos.
