Imaginați-vă un motor care nu consumă benzină, nu se bazează pe electricitate și nici nu produce căldură în sensul clasic. Pare un exercițiu de imaginație desprins dintr-o carte science-fiction, însă este vorba despre o teorie serioasă, propusă de mai mulți cercetători și discutată în publicații științifice reputate. Acest motor cuantic folosește proprietățile bizare ale particulelor subatomice pentru a genera energie, fără să apeleze la procese de ardere sau la temperaturi ridicate.
Într-o discuție recentă cu un bun prieten pasionat de fizică, am glumit că, dacă un astfel de motor ar ajunge vreodată în producție de masă, probabil l-am vedea întâi într-un robot de bucătărie cuantic înainte să echipeze mașini sau nave spațiale. Deși deocamdată pare o idee prea futuristă, interesul crescut al comunității științifice indică faptul că s-ar putea să asistăm la o schimbare fundamentală în modul în care înțelegem conversia energiei.
Motorul cuantic rămâne, înainte de toate, o teorie științifică ce stârnește interesul cercetătorilor
Acest concept a fost dezvoltat de cercetători dintr-un institut de știință și tehnologie de renume, în colaborare cu alte universități europene. Principala caracteristică a motorului cuantic este că se bazează pe mecanica cuantică și pe efectul de entanglement – un fenomen atât de neobișnuit încât chiar și Albert Einstein l-a numit „acțiune fantomatică la distanță.” Spre deosebire de motoarele clasice, care se bazează pe arderea combustibililor și presiunea gazelor fierbinți, acest dispozitiv teoretic își obține energia din interacțiunile misterioase ale particulelor la scară minusculă.
Particule care sfidează regulile „convenționale”
Motorul cuantic nu are pistoane sau valve, ci se bazează pe transformarea bosonilor și fermionilor (două categorii de particule) la temperaturi extrem de joase. În această lume microscopică, particulele pot lua comportamente neașteptate atunci când sunt supuse unor condiții speciale. Ideea este că, forțând bosonii să se comporte precum fermionii și invers, se poate obține o sursă de energie complet diferită de tot ce știm despre procesele termice clasice.
Un inconvenient: căldura
Deși poate suna ca un dispozitiv perfect, motorul cuantic are totuși un obstacol major: căldura externă poate distruge ușor echilibrul delicat din sistem. Pentru a rămâne stabile, aceste stări cuantice trebuie menținute în medii extrem de reci. De aici apar mari dificultăți legate de costuri și infrastructură, deoarece este nevoie de echipamente scumpe și de un consum suplimentar de energie pentru răcire. Această vulnerabilitate limitează, deocamdată, aplicabilitatea concretă a conceptului.
Proiecte și calendare viitoare legate de motorul cuantic
Crearea unor motoare cuantice a devenit un subdomeniu tot mai atractiv pentru fizicieni, care speră să le integreze, într-o zi, în sisteme practice precum baterii sau senzori de mare precizie. Deși aceste idei sunt încă în fază de cercetare, laboratoare de vârf își concentrează eforturile pe a găsi soluții pentru a stabiliza stările cuantice și pentru a spori randamentul energetic. Aceasta înseamnă că următorii ani ar putea aduce rezultate surprinzătoare, odată cu rafinarea tehnicilor de producere și menținere a mediilor ultrareci.
O fereastră spre lumea de mâine?
Ceea ce la început părea o simplă curiozitate teoretică începe să ia contur, mai ales când ne uităm la evoluția calculatoarelor cuantice: văzute inițial ca simple „jucării” științifice, acum rezolvă probleme complexe într-un timp record și promit canale de comunicare securizate. Dacă aceste motoare cuantice vor evolua în mod similar, am putea fi martorii unei revoluții tehnice, cu implicații imposibil de anticipat. Indiferent de direcția pe care o va lua această cercetare, un lucru e cert: fizica cuantică nu mai este doar un subiect abstract din cărțile de specialitate. Devine tot mai clar că are potențialul de a schimba radical viitorul nostru energetic.
În acest sens, rapoartele instituțiilor științifice și ale unor agenții de cercetare punctează tot mai frecvent nevoia de investiții în aceste direcții. Poate că nu vom avea curând un motor cuantic în mașina personală, dar drumul spre astfel de inovații se deschide, iar primele semne de progres sunt deja vizibile.