±¹³» ¿¬±¸ÁøÀÌ ºûÀ¸·Î µ¿ÀÛÇÏ´Â ¾çÀÚ ¿£Áø(¾çÀÚ ¿±â°ü·quantum heat engine)À» ¼¼°è ÃÖÃÊ·Î ±¸ÇöÇß´Ù.
22ÀÏ °úÇбâ¼úÁ¤º¸Åë½ÅºÎ(°ú±âÁ¤ÅëºÎ)¿¡ µû¸£¸é ¾È°æ¿ø ¼¿ï´ë ¹°¸®·Ãµ¹®ÇкΠ±³¼ö°¡ À̲ô´Â ¿¬±¸ÆÀÀÌ Ãʹæ»ç(õ±Û¯ÞÒ, superradiance)¸¦ È°¿ëÇÑ ¾çÀÚ ¿£ÁøÀ» ½Ç¹°·Î ±¸ÇöÇÏ´Â µ¥ ¼º°øÇß´Ù
¿¬±¸ °á°ú´Â ±¤ÇÐ ºÐ¾ß À¯·Â ÇмúÁö '³×ÀÌó Æ÷Åä´Ð½º'(Nature Photonics)¿¡ ½Ç·È´Ù.
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Ãʹæ»ç ¿±â°ü ±¸ÇöÀ» À§ÇÑ ½ÇÇè¸ð½Äµµ. |
Ãʹæ»ç¶õ µé¶á »óÅÂ(excited state·¿¡³ÊÁö°¡ ³ôÀº »óÅÂ)ÀÇ ¿øÀÚµé °£ °á¸ÂÀ½ÀÌ ¹ß»ýÇÏ¸ç °ÇÑ ºûÀ» ³»´Â Çö»óÀÌ´Ù.
±×°£ Çа迡¼´Â Ãʹæ»ç ÀÌÈÄ ºûÀÇ ¾Ð·Â(±¤¾Ð)À» È°¿ëÇØ ¾çÀÚ ¿±â°üÀ» ±¸µ¿ÇÒ ¼ö ÀÖÀ» °ÍÀ̶ó´Â ÀÌ·Ð ¼öÁØÀÇ ¾ÆÀ̵ð¾î°¡ Á¦¾ÈµÅ¿Ô´Ù. ¾È ±³¼ö ¿¬±¸ÆÀÀº ÀÌ ¾ÆÀ̵ð¾î¸¦ ¼¼°è ÃÖÃÊ·Î ½ÇÇèÀ» ÅëÇØ ±¸ÇöÇß´Ù.
¿¬±¸ÆÀÀº ¿ì¼± ¿øÀÚ°¡ Åë°úÇÒ ¼ö ÀÖ´Â ¾ÆÁÖ ÀÛ°í ¾ãÀº ÀÏÁ¾ÀÇ 'ü'¸¦ ¸¸µé¾ú´Ù.
ü´Â 10§¬(³ª³ë¹ÌÅÍ) µÎ²²ÀÇ ½Ç¸®ÄÜ ³ªÀÌÆ®¶óÀÌµå ¹Ú¸·¿¡ °¡·Î 280§¬, ¼¼·Î 190§¬ Å©±âÀÇ ±¸¸Û 1õ¿© °³¸¦ ü½ºº¸µå ÆÐÅÏÀ¸·Î ¶Õ¾î ¸¸µé¾ú´Ù. ³ª³ë±¸¸ÛÀÇ °£°ÝÀº ¹Ù·ý ¿øÀÚ°¡ ³»´Â ºûÀÇ ÆÄÀåÀÎ 791§¬·Î Çß´Ù.
¿¬±¸ÆÀÀº ü¿¡ ÃÊ¼Ó 800£íÀÇ ¹Ù·ý ¿øÀÚ ºöÀ» ÀÔ»ç½ÃÅ°°í, ¼öÁ÷ ¹æÇâÀ¸·Î´Â »óÅ Á¦¾î¿ë ·¹ÀÌÀú¸¦ ½ú´Ù.
À̶§ ±¸¸ÛÀ» Åë°úÇÏ´Â ¿øÀÚµéÀº ¾çÀÚÁßø»óÅ¿¡¼ µ¿ÀÏÇÑ À§»óÀ» °®°Ô µÇ¸é¼ º¸°°£¼·À» ÀÏÀ¸Å°°í, Ãʹæ»çÇÒ Áغñ¸¦ ÇÏ°Ô µÈ´Ù.
ÀÌÈÄ ¿øÀÚ´Â °øÁø±â¸¦ Åë°úÇÏ¸ç ºûÀ» ¹æÃâÇÏ°í, ºûÀº ¿£Áø ³»ºÎ ¾çÂÊ¿¡ ¼³Ä¡µÈ °Å¿ïÀ» ¾à 100¸¸ ¹ø ¿À°¡¸ç °Å¿ï¿¡ ÀÛ¿ëÇÏ´Â ¾Ð·Â(±¤¾Ð)À» ³ôÀδÙ. ¾Ð·ÂÀÌ ³ô¾ÆÁö¸é °øÁø±â°¡ ÆØâÇÑ´Ù.
ÇÑÆí, ¼öÃàÇÒ ¶§¿¡´Â °øÁø±â¿Í ·¹ÀÌÀúÀÇ »ó´ëÀûÀÎ ÁÖÆļö¸¦ Á¶ÀýÇØ ¿øÀÚ °£ °á¸ÂÀ½ÀÌ ÀϾÁö ¾Ê°Ô Çß´Ù. ±×·¯¸é ¿øÀÚ Æĵ¿ °£ »ó¼â°£¼·ÀÌ ÀϾ¸ç °øÁø±â°¡ ³Ã°¢µÈ´Ù.
ºûÀÇ ¾Ð·ÂÀ¸·Î °Å¿ïÀº ¿£ÁøÀÇ ÇǽºÅæ ¿ªÇÒÀ» ÇÏ¸ç ¿òÁ÷ÀδÙ. ÀÌ·¸°Ô ¸¸µé¾îÁø ¿£ÁøÀÇ ¿Âµµ´Â ÃÖ°í 15¸¸µµ, È¿À²Àº 98%¸¦ ´Þ¼ºÇÏ´Â °ÍÀ¸·Î ½ÇÇè °á°ú ³ªÅ¸³µ´Ù.
¿¬±¸ÆÀÀº ·¹ÀÌÀú¸¦ È°¿ëÇØ ¿øÀÚµéÀÇ ¾çÀÚ À§»óÀ» Á¤¹ÐÇÏ°Ô Á¦¾îÇÔÀ¸·Î½á, ¿øÀÚµéÀÌ ºûÀ» °ÇÏ°Ô ¹æÃâÇÏ´Â Çö»óÀ» ºü¸£°Ô Á¶ÀýÇÒ ¼ö ÀÖÀ½À» ½ÇÁ¦ ½ÇÇèÀ» ÅëÇØ º¸¿´´Ù.
¾çÀÚ¿ªÇÐ ¿ø¸®·Î ÀÛµ¿ÇÏ´Â ¾çÀÚ ¿£ÁøÀº °íÀü ¿¿ªÇÐ ¹ýÄ¢À» µû¸£´Â °ÍÀÌ ¾Æ´Ï¹Ç·Î, ÀÌ·ÐÀûÀ¸·Î´Â °íÀü ¿¿ªÇйýÄ¢¿¡ µû¸¥ ¿£Áø(¿±â°ü)ÀÇ ÃÖ´ë È¿À²ÀÎ 'Ä«¸£³ë(Carnot) È¿À²'À» ³Ñ¾î¼³ ¼öµµ ÀÖ´Ù°í ¿¬±¸ÆÀÀº ¼³¸íÇß´Ù.
¾È°æ¿ø ±³¼ö´Â "À̹ø ¿¬±¸¼º°ú´Â ºûÀ¸·Î µ¿ÀÛÇÏ´Â Ãʹæ»ç ¾çÀÚ ¿£ÁøÀ» ½ÇÇèÀûÀ¸·Î ±¸ÇöÇÑ Ã¹ »ç·Ê"¶ó¸ç "¿øÀÚ¹°¸® ¹× ¾çÀÚÁ¤º¸Ã³¸® µîÀÇ ºÐ¾ß¿¡ ±â¿©ÇÏ¿´À» »Ó ¾Æ´Ï¶ó, ¿£ÁøÀÇ È¿À²À» ȹ±âÀûÀ¸·Î ³ôÀÏ ¼ö ÀÖ´Â ±æÀ» Á¦½ÃÇÏ¿´´Ù´Â Á¡¿¡¼ ÀÇÀÇ°¡ Å©´Ù"°í ¼³¸íÇß´Ù.
ÀÚ¼¼ÇÑ ¿¬±¸ °á°ú´Â 'A photonic quantum engine driven by superradiance' ³í¹®¿¡¼ È®ÀÎÇÒ ¼ö ÀÖ´Ù. |