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
Phim tài liệu “Chân Trời Rực Rỡ” của Hà Anh Tuấn: Cách kể mới mẻ về văn hóa và nguồn cội
Phim tài liệu “Chân Trời Rực Rỡ” của Hà Anh Tuấn: Cách kể mới mẻ về văn hóa và nguồn cội
(Ngày Nay) - Không chỉ ghi lại một live concert, “Chân Trời Rực Rỡ” mang đến một cách tiếp cận mới mẻ về văn hóa và nguồn cội thông qua ngôn ngữ điện ảnh tài liệu. Bộ phim mở ra hành trình để khán giả soi chiếu lại tình yêu quê hương, đất nước và những giá trị "căn tính Việt" trong mỗi con người.
Bà Hà Thị Nhân (thôn Lặn Ngoài, xã Pù Luông) gắn bó với nghề dệt thổ cẩm 65 năm. Ảnh: Hoa Mai/TTXVN.
Giữ hồn thổ cẩm giữa đại ngàn Pù Luông
(Ngày Nay) - Làng nghề dệt thổ cẩm thôn Lặn Ngoài đã trải qua 276 năm hình thành, phát triển và được Ủy ban Nhân dân tỉnh Thanh Hóa công nhận là Làng nghề truyền thống vào năm 2021.
Đổi mới sáng tạo mở rộng cơ hội tiếp cận dịch vụ y tế cho người dân
Đổi mới sáng tạo mở rộng cơ hội tiếp cận dịch vụ y tế cho người dân
(Ngày Nay) - Ngày 14/12, tại Công viên Thống Nhất (Hà Nội), Cục Quản lý Khám, chữa bệnh (Bộ Y tế) phối hợp với Trung ương Hội Thầy thuốc trẻ Việt Nam, Đại học Bách khoa Hà Nội và AstraZeneca Việt Nam tổ chức Lễ mít tinh với chủ đề “Tiếp cận y tế toàn diện thông qua đổi mới sáng tạo trong y tế”.
Nhật Bản diễn tập ứng phó tấn công mạng quy mô lớn
Nhật Bản diễn tập ứng phó tấn công mạng quy mô lớn
(Ngày Nay) - Chính phủ Nhật Bản dự định tổ chức cuộc diễn tập, với sự tham gia của chính quyền thủ đô Tokyo và các doanh nghiệp hạ tầng chủ chốt, nhằm chuẩn bị cho nguy cơ xảy ra sự cố hạ tầng quy mô lớn do tấn công mạng và các nguyên nhân khác.