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
Ảnh minh họa.
Thí sinh tốp 30% xuất sắc có cơ hội nhận học bổng Chính phủ trước khi nhập học
(Ngày Nay) - Bộ Giáo dục và Đào tạo vừa đăng tải Dự thảo Thông tư quy định chi tiết một số nội dung và biện pháp tổ chức thực hiện chính sách học bổng đối với người học các ngành khoa học cơ bản, kỹ thuật then chốt và công nghệ chiến lược để lấy ý kiến rộng rãi các cơ quan, tổ chức, cá nhân theo quy định.
Phó Thủ tướng Thường trực Chính phủ Phạm Gia Túc tặng hoa chúc mừng lãnh đạo tỉnh Hưng Yên và tặng hoa Trưởng Đại diện UNESCO tại Hà Nội
300 năm Ngày sinh Danh nhân văn hóa Lê Quý Đôn: Tôn vinh di sản trí tuệ Việt Nam
(Ngày Nay) - Tối 31/7, tại Khu lưu niệm Danh nhân văn hóa Lê Quý Đôn (xã Lê Quý Đôn, tỉnh Hưng Yên), Ban Chấp hành Trung ương Đảng Cộng sản Việt Nam, Quốc hội, Chủ tịch nước, Chính phủ, Ủy ban Trung ương Mặt trận Tổ quốc Việt Nam cùng Đảng bộ, chính quyền, nhân dân tỉnh Hưng Yên tổ chức trọng thể Lễ kỷ niệm cấp quốc gia 300 năm Ngày sinh Danh nhân văn hóa Lê Quý Đôn (1726 - 2026).
Không ngừng đổi mới để đồng hành cùng đất nước
Không ngừng đổi mới để đồng hành cùng đất nước
(Ngày Nay) - Mỗi bước phát triển của đất nước đều gắn với những yêu cầu mới về tư tưởng, niềm tin và sự đồng thuận xã hội. Từ những ngày đầu truyền bá lý tưởng cách mạng, khơi dậy khát vọng độc lập, tự do đến công cuộc đổi mới, hội nhập và hiện thực hóa khát vọng xây dựng đất nước phát triển nhanh, bền vững, công tác tuyên giáo luôn đồng hành cùng những chặng đường phát triển của dân tộc.
Khu vực Bắc Bộ có mưa rào và dông rải rác, có nơi mưa to đến rất to.
Thời tiết ngày 1/8: Mưa lớn kéo dài ở Bắc Bộ, vùng ven biển có nơi trên 100 mm
(Ngày Nay) - Theo Trung tâm Dự báo khí tượng thủy văn quốc gia, ngày 1/8, Bắc Bộ, Thanh Hóa và Nghệ An tiếp tục có mưa rào và dông rải rác, cục bộ xuất hiện mưa to đến rất to. Đáng chú ý, vùng ven biển Quảng Ninh, Hải Phòng, Hưng Yên, Ninh Bình và Thanh Hóa có nơi ghi nhận lượng mưa trên 100 mm, tiềm ẩn nguy cơ ngập úng, lũ quét và sạt lở đất.