简介

研究价值

原理

理论背景

简介

量子发动机，利用一个量子加力燃烧室，将尾气中的热量转化为激光，从而给汽车发动机提供更高效的动力。美国得克萨斯州A＆M大学的物理学家斯卡利提出一个创新想法。

研究价值

经斯卡利改良的“量子发动机”，则可充分回收并再利用废气中的热量，从而提高发动机的效率。

原理

斯卡利打算在汽车尾气排气管上增加一个光激射器和一个微波激射器。一旦尾气中的高能量分子的数量异常增多，两个激射器就会产生辐射，形成激光。汽车尾气中的分子有三种不同的能级，量子加力燃烧室就是依靠这个三能级系统来工作的。微波激射器能吸取尾气中的部分热量，使处在中间能级的分子失去能量而跃迁到低层能级，这样，处在高层能级的分子数就相对增多，从而出现粒子数反转状态，激光也随之产生。

量子发动机是基于普通四冲程内燃机的循环原理提出这一理论的。普通四冲程内燃机的活动活塞可将燃料吸进气缸然后压缩点火，燃料受热膨胀后推动活塞向外，产生的热量随废气一并排出。

理论背景

它是研究微观粒子（如电子、原子、分子等）运动规律的理论。原子核和固体的性质以及其他微观现象，目前已基本上能从以量子力学为基础的现代理论中得到说明。现在量子力学不仅是物理学中的基础理论之一，而且在化学和许多近代技术中也得到了广泛的应用。上世纪末和本世纪初，物理学的研究领域从宏观世界逐渐深入到微观世界；许多新的实验结果用经典理论已不能得到解释。

大量的实验事实和量子论的发展，表明微观粒子不仅具有粒子性，同时还具有波动性（参见波粒二象性），微观粒子的运动不能用通常的宏观物体运动规律来描写。德布罗意、薛定谔、海森堡，玻尔和狄拉克等人逐步建立和发展了量子力学的基本理论。应用这理论去解决原子和分子范围内的问题时，得到与实验符合的结果。因此量子力学的建立大大促进了原子物理。固体物理和原子核物理等学科的发展，它还标志着人们对客观规律的认识从宏观世界深入到了微观世界。量子力学是用波函数描写微观粒子的运动状态，以薛定谔方程确定波函数的变化规律，并用算符或矩阵方法对各物理量进行计算。因此量子力学在早期也称为波动力学或矩阵力学。量子力学的规律用于宏观物体或质量和能量相当大的粒子时，也能得出经典力学的结论。在解决原子核和基本粒子的某些问题时，量子力学必须与狭义相对论结合起来（相对论量子力学），并由此逐步建立了现代的量子场论。