Nottolino quantistico: differenze tra le versioni

Versione delle 23:33, 5 apr 2014

Versione delle 21:37, 14 set 2014

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Gli urti nel verso corretto, se sufficientemente potenti, fanno compiere lo scatto di un dente al meccanismo. Gli urti nel verso opposto, invece, sono inefficaci a produrre un movimento, perché vengono sempre ostacolati dal dente di arresto. Tuttavia, questo contrasto genera calore, e ben presto il sistema formato dalla molla e dal dente diventa così caldo da non poter più ostacolare nulla: la ruota resta alla mercé del [[moto browniano]].

Non è dunque possibile utilizzare una tale macchina per il moto perpetuo, in accordo con il [[secondo principio della termodinamica|secondo principio]] della [[termodinamica]].

==Nottolini browniani funzionanti==

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==Realizzazione di nottolini quantistici==

[[ImmagineFile:Nottolino_quantico.jpg|thumb|upright=1.4|Nottolino quantistico]]

Spostando il discorso sul piano della [[fisica quantistica|fisica dei quanti]], i componenti di un nottolino quantistico diventano l'[[interferenza]] tra le [[equazione di Schrödinger|funzioni d'onda]], la [[quantizzazione]] dei livelli energetici e l'[[effetto tunnel]].

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Ad alta [[temperatura]], gli elettroni si comportano all'incirca come nottolini browniani, in modo simile agli ioni nelle pompe molecolari: sottoposti ad un [[potenziale elettrico|potenziale]] oscillante, fluiscono dal vertice e generano dunque una corrente anche se il potenziale medio è nullo. A bassa temperatura, invece, il meccanismo si comporta come un nottolino quantistico: gli elettroni fluiscono dai lati del [[triangolo]] in quanto il [[Barriera di potenziale|gap di energia]] necessario a superare l'ostacolo per [[effetto tunnel]] è minore in quella direzione.

==Utilizzi pratici==

=== Motori molecolari ===

Realizzare [[Motore molecolare|motori di dimensioni molecolari]] richiede un ripensamento del concetto di funzionamento: nei motori macroscopici, l'energia viene utilizzata per produrre un movimento utile al motore, mentre in campo molecolare si devono bloccare quelli inutili nel caos delle agitazioni termiche o delle interferenze probabilistiche.