インターネット調査室： 　「燃料がいらない!?日本を含む研究チームが史上初の「量子エンジン」試運転に成功！」　＜ー　こんな研究していたんですね～

今回は「燃料がいらない!?日本を含む研究チームが史上初の「量子エンジン」試運転に成功！」についてコメントさせていただきます。

ナゾロジー:　14　Oct,2023

「燃料がいらない!?日本を含む研究チームが史上初の「量子エンジン」試運転に成功！」:　お〜

「沖縄科学技術大学院大学（OIST）などで行われた研究により、量子状態の変化によって仕事量をうみだす量子エンジンの史上初の実証が行われました」
＆
「量子エンジンは通常のエンジンとは異なり、燃料や酸素といった外部の供給を必要とせず、密閉されたピストン内部の量子状態の変化だけで仕事量を持続的に出力することが可能です」

だそうです。

「新たな量子エンジンも一般のエンジンと同じく「低圧と高圧のサイクルを繰り返す仕組み」」
＆
「圧力の生成には燃料も酸素も必要とせず、代わりにピストン内部の「量子の状態」を変化させることで、低圧と高圧のサイクルを実現」

？

「普通のエンジンが爆発前（低圧）と爆発後（高圧）の2つの状態で説明できるように、量子エンジンの場合もボース状態（低圧）とフェルミ状態（高圧）」
＆
「（原子レベルの場合）分類基準は、原子を構成する陽子と中性子と電子の数を足したものが奇数ならばフェルミ粒子、偶数ならばボース粒子となります」
＆
「特に極低温状態になると、フェルミ粒子とボース粒子の「違い」は顕著になります」

へ〜

そうなんですか？

「ボース粒子の場合、極低温状態に置かれると全ての粒子の持つエネルギー状態が同じ「最低」になり、粒子たちは互いに区別ができない状態（ボース＝アインシュタイン凝縮）に陥ってしまいます」

これでピストン運動の代わりをさせると？

「ボース＝アインシュタイン凝縮に陥ったボース粒子たちは真の意味で区別がなくなり、全体が凝縮して1つの量子のような挙動をはじめます」

つまり、圧縮と同じ？

「フェルミ粒子を冷却していっても、ボース粒子のような奇妙な変化は起こらず、各粒子のエネルギー順位は最も低いものから高いものまで、はしご状に積み重なった状態のままです」
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「すると、極低温時のボース粒子とフェルミ粒子の間には大きなエネルギーの差がうまれることに気づくでしょう」

これでピストン運動が完成？

「高エネルギーなフェルミ状態と低エネルギーなボース状態を繰り返すことができれば容器内部の圧力も低圧と高圧を繰り返し、エンジンとしての機能を獲得することが可能になります」
＆
「ピストン内部にある粒子の結合と分解を繰り返すだけで、延々とエネルギーを生み出すことができるのです」

なるほど～。

ただし

「現時点ではエネルギー効率にはまだ課題」
＆
「量子エンジンが実用化されれば、動力源の概念を変化させる、エネルギー革命が起こるでしょう」

確かに。

システム全体の冷却のエネルギーはどうするの？

とも思いますが、量子エンジンが実用化されれば、今のガソリン＆EVの問題も全部解決どころか、発電所も無効になり革命が起こるでしょうね。

基本、実験は成功しているのでどこかの時点で「量子エンジン」が出てくることが確実になりましたね。

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