Các nhà khoa học thiết kế pin lượng tử mới

Các nhà khoa học tại hai trường đại học Alberta và Toronto vừa hoàn thiện bản thiết kế cho một loại pin lượng tử mới, được cho là không mất điện tích khi tiếp xúc với môi trường.
Pin sẽ có thể trở thành một phần không thể thiếu của các thiết bị lượng tử.
Pin sẽ có thể trở thành một phần không thể thiếu của các thiết bị lượng tử.

“Pin lượng tử là thứ công nghệ bé xíu, kích cỡ nano chỉ có thể ứng dụng vào quy mô nano mà thôi”, nhà hóa học Gabriel Hanna, người đứng đầu nghiên cứu cho hay. Ông nói rằng nghiên cứu mới chứng minh được rằng trên lý thuyết, một thứ pin lượng tử không mất tích điện có thể tồn tại được, vượt mặt bất kỳ loại pin lượng tử nào đã được nêu ra trước đây.

“Những loại pin mà bạn vẫn biết - như pin li-ion dùng trong smartphone chẳng hạn - dựa vào cơ chế điện hóa học cổ điển, trong khi đó pin lượng tử chỉ hoạt động dựa vào cơ học lượng tử để vận hành”, ông Hanna nhấn mạnh.

Nhà khoa học khẳng định rằng pin sẽ có thể trở thành một phần không thể thiếu của các thiết bị lượng tử, rằng chúng sẽ cung cấp năng lượng cho máy tính lượng tử, và sau này có thể được ứng dụng vào thiết kế các công nghệ thể rắn.

Để khẳng định công nghệ này khả thi, các nhà khoa học tiến hành nghiên cứu mô hình mạng lượng tử cấu trúc đối xứng, quan sát khả năng lưu trữ năng lượng exciton của chúng (exciton: trạng thái liên kết của hai electron, hấp dẫn lẫn nhau bởi lực Coulomb - khi hai hạt cùng mang điện tích dương hoặc cùng âm, chúng sẽ đẩy nhau, khi chúng mang hai điện tích khác nhau, chúng sẽ hút nhau). Trong trường hợp này, năng lượng exciton sinh ra khi electron hấp thụ năng lượng phát ra từ photon ánh sáng.

Nghiên cứu mô hình lượng tử này, các nhà khoa học cho thấy họ có thể lưu trữ năng lượng mà điện tích không mất đi, dù toàn bộ hệ thống không được đặt trong môi trường khép kín.

“Điểm mấu chốt của nghiên cứu này đặt toàn bộ mạng lưới lượng tử này vào trạng thái tối”, giáo sư Hanna giải thích. “Khi trong trạng thái tối, mạng lưới sẽ không thể trao đổi năng lượng với môi trường bên ngoài. Về cơ bản, toàn bộ hệ thống miễn nhiễm với tác động từ môi trường, đồng nghĩa với việc hệ thống pin sẽ không mất năng năng lượng”.

Sử dụng mô hình nghiên cứu này, các nhà khoa học cho thấy cả cách thức lưu giữ và giải phóng năng lượng theo yêu cầu, thông qua việc làm gián đoạn cấu trúc đối xứng của hệ thống lượng tử. Những nghiên cứu tiếp theo sẽ đào sâu hơn, tìm ra cách sạc và xả hiệu quả, cũng như tăng quy mô mô hình pin lượng tử này để có thể ứng dụng vào thực tế.

Nghiên cứu được đăng tải trên Tạp chí Vật lý Hóa học C.

Theo khoahoc.tv
Quảng Trị: Người dân phản ánh xe chở vật liệu gây nguy hiểm giao thông tại xã Trường Sơn
Quảng Trị: Người dân phản ánh xe chở vật liệu gây nguy hiểm giao thông tại xã Trường Sơn

(Ngày Nay) - Công tác vận chuyển đá tại xã Trường Sơn (Quảng Trị) hiện đang bộc lộ một số bất cập như: hàng hóa chất vượt thành thùng, có dấu hiệu quá khổ, quá tải; vật liệu rơi vãi trên đường; xe tải dừng đỗ gây ách tắc giao thông... Thực trạng này đặt ra yêu cầu phải nâng cao quản lý, hướng tới mục tiêu xây dựng văn hóa giao thông an toàn, văn minh và bền vững.

Tôn vinh các cá nhân và tập thể được trao tặng giải thưởng Trần Văn Khê 2026 (lần II) - Ảnh: Linh Bảo
“Di sản từ trái tim” Trần Văn Khê tiếp tục lan tỏa
(Ngày Nay) -Tối 10/9, bất chấp cơn mưa nặng hạt, đông đảo chuyên gia, người làm công tác nghiên cứu và người yêu thích âm nhạc dân tộc đã có mặt tại Nhà hát Cải lương Trần Hữu Trang (phường Bến Thành, TPHCM) thưởng thức chương trình giao lưu, nghệ thuật đặc biệt với chủ đề “Di sản từ trái tim”.
Phong Nha - Kẻ Bàng lọt danh sách 11 điểm đến đẹp nhất Việt Nam
Phong Nha - Kẻ Bàng lọt danh sách 11 điểm đến đẹp nhất Việt Nam
(Ngày Nay) - Ngày 9/9, Ban Quản lý Vườn quốc gia Phong Nha - Kẻ Bàng cho biết, Tạp chí The Times (Vương quốc Anh) vừa giới thiệu danh sách 11 điểm đến đẹp nhất Việt Nam năm 2026, trong đó Vườn quốc gia Phong Nha - Kẻ Bàng (tỉnh Quảng Trị) là một trong những điểm đến tiêu biểu, tiếp tục khẳng định sức hút của Di sản thiên nhiên thế giới trên bản đồ du lịch Việt Nam và quốc tế.
TP Hồ Chí Minh: Cắt giảm hội thi, hội họp không cần thiết và đẩy mạnh hồ sơ số trong trường học
TP Hồ Chí Minh: Cắt giảm hội thi, hội họp không cần thiết và đẩy mạnh hồ sơ số trong trường học
(Ngày Nay) - Ngày 10/9, Sở Giáo dục và Đào tạo TP Hồ Chí Minh có văn bản yêu cầu các cơ sở giáo dục phổ thông rà soát, cắt giảm các cuộc thi, hội thi, hồ sơ, sổ sách, hội họp và báo cáo trung gian không cần thiết; đồng thời đẩy mạnh hồ sơ số, từng bước thay thế hồ sơ giấy nhằm dành thêm thời gian và nguồn lực cho hoạt động dạy học, giáo dục học sinh.
Cú sốc năng lượng thúc đẩy ECB tăng lãi suất
Cú sốc năng lượng thúc đẩy ECB tăng lãi suất
(Ngày Nay) - Ngân hàng Trung ương châu Âu (ECB) ngày 10/9 đã quyết định tăng lãi suất cơ bản thêm 0,25 điểm phần trăm lên 2,5%, trong bối cảnh xung đột tại Trung Đông đẩy chi phí năng lượng tăng và làm gia tăng nguy cơ lạm phát. Đây là lần thứ hai ECB thắt chặt chính sách tiền tệ kể từ đầu năm đến nay.
Lễ hội Cầu mưa Xỏ Nặm Phạ là phong tục truyền thống giàu giá trị văn hóa, tinh thần của đồng bào dân tộc Thái ở miền Tây Nghệ An.
Châu Lộc phục dựng Lễ hội Cầu mưa Xỏ Nặm Phạ
(Ngày Nay) - Ngày 20/9/2026, tại xã Châu Lộc, tỉnh Nghệ An sẽ diễn ra Lễ hội Cầu mưa “Xỏ Nặm Phạ” – một phong tục truyền thống giàu giá trị văn hóa, tinh thần của đồng bào dân tộc Thái ở miền Tây Nghệ An.