Nutidens motorer er baseret på to principper. Kraftvarme-maskiner, som alle forbrændingsmotorer, inklusive dampmaskiner eller raketmotorer, der omdanner varme til kraft.
Via en kontrolleret eksplosion i et forbrændingskammer frigives energi i form af varme og tryk og bevæger et stempel, der udøver en kraft. Flere stempler, der bevæger sig på forskellige tidspunkter, skaber en rotationsbevægelse.
Elektriske motorer fungerer ved, at elektriske og magnetiske felter interagerer. Ved at bevæge et elektrisk felt, bevæges en modpol, som udøver en kraft. Oftest er det et elektrisk drejefelt, der får en aksel til at rotere.
Nu kommer en helt ny type motor muligvis i spil. En gruppe forskere fra Technische Universität Kaiserslautern-Landau udvikler en motor baseret på kvantemekanik, ifølge Spektrum.de. Denne motor vil hverken bruge strøm eller brændstof.
Kvantemekaniske tilstande som energikilde
Forskerne omkring Jennifer Koch bruger egenskaberne af elementarpartikler. Disse tilhører enten gruppen af bosoner eller fermioner, som danner materie. Fermioner inkluderer elektroner og kvarker, atomernes grundlæggende byggeklodser.
Disse frastøder hinanden, da de ikke kan indtage samme kvantetilstand. Dette kaldes Pauli-princippet og er grunden til atomernes skalstruktur.
Bosoner skaber og overfører kraft. Elektromagnetiske kræfter formidles af fotoner, mens gluoner overfører den stærke kernekraft, som holder atomkernen sammen. I modsætning til fermioner samler bosoner sig og indtager alle den laveste energitilstand.
Fysiker Jennifer Koch og hendes kolleger udnytter følgende effekt. Ved at forbinde to fermioner med et magnetfelt, opfører de sig som en boson. I praksis køler forskerne lithium-atomer, som er fermioner, ned til næsten 0 Kelvin (minus 273,15 grader Celsius).
Kun et atom indtager den laveste energitilstand på grund af Pauli-princippet. Andre atomer skal have mere energi. Forskerne kobler derefter fermionerne sammen, og parrene falder til den laveste energitilstand, da de opfører sig som bosoner. Denne effekt frigiver energi til en mulig kvantemotor.
Kvantemotoren er stadig science-fiction
I laboratoriet har forskerne allerede skabt denne effekt, så funktionaliteten er bevist. Den udviklede proces har en effektivitet på 25 procent. Dette lyder lavt, men en dieselmotor har kun en effektivitet på 20 procent.
Kvante-motoren viser derfor stort potentiale i sin tidligste testfase. Det vil dog tage flere år, før verden ser en praktisk anvendelse. Det betyder naturligvis også, at man ikke kommer til at se biler drevet af denne type motor i nærmeste fremtid.
