zimo mobile logo
  • Tehnologija
  • Znanost
  • Društvene mreže
  • Esport
  • Business
Prati nas:
Upravljaj obavijestima
  • Prijavi se na newsletter
  • Imaš priču? Pošalji
  • Pišite nam
  • Uredništvo
  • Oglašavanje i marketing
  • Uvjeti korištenja
  • Vijesti
  • Video
  • Zadovoljna
  • Tech
  • Blog
  • Nova TV
  • Doma TV
Nova TV
  • Vijesti
  • Video
  • Zadovoljna
  • Tech
  • Blog
  • Nova TV
  • Doma TV
  • zimo logo
  • Tehnologija
  • Znanost
  • Društvene mreže
  • Esport
  • Business
Prati nas:
  • Dnevnik.hr
  • Vijesti
  • Sport
  • Showbizz
  • Lifestyle
  • Putovanja
  • Zdravlje
  • Biznis
  • Zabava
  • Teen
  • Tv
Znanost

Znanstvenici s Ruđera otkrili zašto su kvantne baterije - "frustrirane"

Ovi rezultati donose važne uvide u načine na koje kvantne baterije mogu poboljšati pohranu energije, posebno za tehnologije koje zahtijevaju brz i učinkovit prijenos energije.

Martina Čizmić | 18.10.2024. / 11:15 komentari

Podijeli

Salvatore Marco Giampaolo, Alberto Giuseppe Catalano i Fabio Franchini (Foto: Institut Ruđer Bošković)

Međunarodni istraživački tim, predvođen znanstvenicima s Instituta Ruđer Bošković (IRB), razvio je novi pristup kvantnim baterijama – naprednim uređajima za pohranu energije koji se oslanjaju na principe kvantne fizike, kako bi omogućili učinkovitiju pohranu i oslobađanje energije, priopćeno je iz IRB-a.

tri vijesti o kojima se priča Mega potres, ilustracija Tragovi u tlu Novo zastrašujuće otkriće geologa: Ovaj dvostruki potres mogao bi uzdrmati čitav sjevernoamerički kontinent Web, ilustracija Sve zbog jednog providera Problemi na internetu: Tisuće stranica i aplikacija diljem svijeta nedostupne ili u problemima Muškarac masira stiopala, ilustracija Novo istraživanje otkriva Rani znak upozorenja? Sindrom nemirnih nogu povećava rizik od ove opake bolesti mozga

U istraživanju je sudjelovao međunarodni tim fizičara iz Hrvatske, Francuske i Italije, koji su u novom radu predstavili poboljšani dizajn za sprječavanje gubitka energije. Ovime je otvoren put prema prvom eksperimentalnom ciklusu rada baterije namijenjene napajanju tehnologija poput kvantnih računala, kvantnih simulatora i kvantnih senzora.

Istraživanje, koje je vodio Alberto Giuseppe Catalano, doktorand na IRB-u i Sveučilištu u Strasbourgu, pod mentorstvom dr. sc. Fabija Franchinija i dr. sc. Salvatorea Marca Giampaola s IRB-a, u suradnji s dr. sc. Oliverom Morschom (Nacionalno istraživačko vijeće Italije) i dr. sc. Vittoriom Giovannettijem (NEST Pisa, Italija), objavljeno je u prestižnom časopisu PRX Quantum - Physical Review Journals te se fokusira na fenomen "frustriranih" kvantnih baterija.

Naš fokus je na jednom od najmodernijih područja kvantne tehnologije - kvantnim baterijama. Poput običnih baterija, one pohranjuju i oslobađaju energiju, ali umjesto da se oslanjaju na gibanje elektrona pod djelovanjem elektromagnetskih sila, koriste principe kvantne mehanike. Zbog toga imaju potencijal znatno nadmašiti tradicionalne baterije, posebno u pogledu performansi kao što su kapacitet pohrane energije i brzina punjenja koje ovise o veličini baterije, objasnio je dr. Fabio Franchini, autor i viši znanstveni suradniku Grupi za kondenziranu tvar i statističku fiziku na IRB-u.

Slika nije dostupna Hoćemo li u budućnosti električna vozila puniti za samo nekoliko minuta? Korejski znanstvenici misle da znaju kako

Tehnologija kvantnih baterija još uvijek je u ranoj fazi razvoja. U tom kontekstu, naš rad pokazuje kako je moguće pretvoriti izazove koje postavljaju zakoni kvantne mehanike u resurse koji mogu otkriti nove putove prema inače nedostižnim ciljevima, izjavio je dr. Salvatore Marco Giampaolo, autor na radu te viši znanstveni suradnik na IRB-a.

Naše istraživanje usredotočilo se na sposobnost kvantnih baterija da sačuvaju energiju nakon punjenja, što predstavlja značajan napredak u upravljanju kvantnom energijom, istaknuo je doktorand Alberto Giuseppe Catalano, prvi autor na radu. Iskoristili smo kvantnu interakciju između čestica kako bismo značajno unaprijedili učinkovitost baterije. Posebno smo osmislili novi, jednostavan i učinkovit način punjenja baterije te dokazali da naš dizajn učinkovito sprječava gubitak energije u okolinu, što je čest problem kod kvantnih sustava.

Dizajn kvantne baterije: osnovni koncepti

U srži svake tehnologije, bilo da se radi o vjetrenjačama, parnim strojevima, nuklearnim podmornicama ili električnim automobilima, nalazi se potreba za pohranom i prijenosom energije. Nalazimo se na pragu druge kvantne revolucije, koja obećava iskoristiti neobičnosti kvantne mehanike kako bi omogućila skok u razvoju novih tehnologija. U tom kontekstu, ključno je razumjeti kako najbolje napajati te nove uređaje, a kvantne baterije predstavljaju konkretno rješenje za ovaj izazov jer funkcioniraju na kvantnoj razini.

U središtu ovog istraživanja nalazi se koncept kvantnog spinskog lanca. U takvom sustavu, magnetske komponente čestica, zvane spinovi, raspoređene su u krug. Ti spinovi međusobno interagiraju, omogućujući sustavu da unutar sebe raspodjeli energiju. Manipuliranjem spinova moguće je pohraniti i prenositi energiju, slično kao i kod obične baterije.

Kako bi "napunili" bateriju, znanstvenici su iskoristili postupak nazvan kvantni skok, koji podrazumijeva naglu promjenu vanjskog magnetskog polja. Ova promjena izbacuje sustav iz ravnoteže, što dovodi do upumpavanja energije u lanac, čak i nakon što se magnetsko polje vrati na početno stanje.

Jedan od najvećih izazova kod kvantnih baterija je upravljanje dekoherencijom, budući da neizbježne interakcije sa okolinom uzrokuju gubitak energije iz sustava. Znanstvenici su u tom slučaju mjerili performanse baterije koristeći koncept ergotropije, koji se odnosi na maksimalnu količinu korisne energije koju sustav može pružiti. Što je ergotropija viša, baterija učinkovitije isporučuje iskoristivu energiju.

Ali što uopće znači da su baterije "frustrirane"?

Jedno od ključnih otkrića u istraživanju odnosi se na fenomen poznat kao topološka frustracija. U fizici, baš kao i u životu, sustav je "frustriran" kada ne može postići sve što želi. U ovom slučaju, kvantna baterija teži tome da svi susjedni spinovi budu usmjereni u suprotnim smjerovima, no kada se radi o zatvorenom lancu s neparnim brojem spinova, to je nemoguće. Tako dolazi do topološke frustracije. Istraživački tim je otkrio da ta frustracija zapravo povećava učinkovitost baterije. U kvantnim sustavima, "frustracija" nije nepoželjna, naprotiv, ona čini bateriju prilagodljivijom, otpornijom na gubitak energije te stabilnijom i učinkovitijom u cjelini.

Znanstvenici su, također, istraživali kako kvantna baterija oslobađa pohranjenu energiju. Otkrili su da samo "frustrirana" konfiguracija spinova može prenijeti energiju kao korisni rad, a ne samo kao toplinu. Ta sposobnost učinkovitog oslobađanja energije ključna je za praktičnu primjenu kvantnih baterija.

Korak po korak prema primjeni

Jedan od najzanimljivijih aspekata ovog istraživanja je njegov potencijal za primjenu u stvarnim uvjetima. Autori sugeriraju da bi kvantna baterija mogla biti realizirana korištenjem Rydbergovih atoma, koji su već predmet istraživanja zbog svojih kvantnih svojstava. Tako dizajn baterije dolazi na korak bliže eksperimentalnoj provjeri i budućoj primjeni u naprednim tehnologijama.

Kako napredujemo u razvoju tehnologija poput kvantnih računala, koja traže precizno i učinkovito upravljanje energijom, ključno je pronaći pouzdane načine za pohranu i prijenos energije na kvantnoj razini. Naš rad postavlja temelje za buduću primjenu kvantnih baterija u tim naprednim sustavima, zaključio je dr. sc. Fabio Franchini.

Glavnina ovog rada provedena je na IRB-u, a prihvaćanje studije za objavu u prestižnom časopisu PRX Quantum potvrđuje spremnost hrvatskog sustava da odgovori na izazove i prilike nadolazeće kvantne revolucije. Istraživanje je primarno financirano kroz europsku Marie-Curie stipendiju.

PODIJELJENO 0 PUTA

Podijeli

aktualno najčitanije
Sreća po uputama umjetne inteligencije: ChatGPT donio Amerikanki sreću i više od 90.000 eura
Gubimo li posve kontrolu?
Sreća po uputama umjetne inteligencije: ChatGPT donio Amerikanki sreću i više od 90.000 eura
Velike kompanije koriste AI kao opravdanje za dijeljenje otkaza
Tvrdi stručnjak
Velike kompanije koriste AI kao opravdanje za dijeljenje otkaza
Kada stanice pale crveno svjetlo: "Ruđerovci" otkrili novu ulogu ključnog proteina u diobi stanica
Velik uspjeh domaćih znanstvenika
Kada stanice pale crveno svjetlo: "Ruđerovci" otkrili novu ulogu ključnog proteina u diobi stanica
Jednoj od najpoznatijih stranica na svijetu značajno je pao promet, a poznat je i krivac za to
Stvari se mijenjaju
Jednoj od najpoznatijih stranica na svijetu značajno je pao promet, a poznat je i krivac za to
Vjerovali "osobnim mentorima" za ulaganje u kriptovalute pa shvatili da su prevareni
Ostali bez više tisuća eura
Vjerovali "osobnim mentorima" za ulaganje u kriptovalute pa shvatili da su prevareni
Nakon vatrometa kvaliteta zraka u ovom gradu pala je na "opasne razine"
Osam puta gore od Zagreba
Nakon vatrometa kvaliteta zraka u ovom gradu pala je na "opasne razine"
Novo zastrašujuće otkriće geologa: Ovaj dvostruki potres mogao bi uzdrmati čitav sjevernoamerički kontinent
Tragovi u tlu
Novo zastrašujuće otkriće geologa: Ovaj dvostruki potres mogao bi uzdrmati čitav sjevernoamerički kontinent
Otkrivena iznenađujuća uloga COVID-19 mRNK cjepiva u borbi protiv raka
Znanstvenici iznenađeni
Otkrivena iznenađujuća uloga COVID-19 mRNK cjepiva u borbi protiv raka
Rani znak upozorenja? Sindrom nemirnih nogu povećava rizik od ove opake bolesti mozga
Novo istraživanje otkriva
Rani znak upozorenja? Sindrom nemirnih nogu povećava rizik od ove opake bolesti mozga
Kineska kompanija želi konkurirati Appleu i Samsungu, a osnivač je objasnio kako
Fokus je na jednoj stvari
Kineska kompanija želi konkurirati Appleu i Samsungu, a osnivač je objasnio kako
Slavonija dobiva novi zaštitni znak: Nutkat namaz s više od 70% lješnjaka osvojio police SPAR-a
Startaj Hrvatska
Slavonija dobiva novi zaštitni znak: Nutkat namaz s više od 70% lješnjaka osvojio police SPAR-a
Problemi na internetu: Tisuće stranica i aplikacija diljem svijeta nedostupne ili u problemima
Sve zbog jednog providera
Problemi na internetu: Tisuće stranica i aplikacija diljem svijeta nedostupne ili u problemima

Vezane vijesti

Ne propustite ni ovo

vijesti
Snažna eksplozija i dim: Buknuo ogroman požar u MOL-ovoj rafineriji
POŽAR LOKALIZIRAN
VIDEO Snažna eksplozija i dim: Buknuo ogroman požar u MOL-ovoj rafineriji
Austrijski medij: "Stanovnici hrvatskog otoka uznemireni zbog desničara povezanih s proustaškom desnicom"
Sukob s mještanima
Austrijski medij: "Stanovnici hrvatskog otoka uznemireni zbog ekstremista povezanih s proustaškom desnicom"
Policija najavila nove metode utvrđivanja prometnih prekršaja
Crni niz
Vozači, oprez: Policija uvodi velike novosti u prometu, ovo više nećete moći sakriti
show
Matt LeBlanc snimljen u rijetkom izlasku u javnost
jako se promijenio
Znate li tko je na fotki? Nekad zgodnog glumca danas bi mnogi teško prepoznali
Rebecca Hall pojavila se u haljini koja je zbunila njezine fanove
zbunjujuća haljina!
Je li gola ili samo djeluje tako? Ovo izdanje potaknulo je gomilu reakcija
Sandi Pego oglasio se nakon ozbiljnih prozivki na drustvenim mrezama
''nikad nisam nikog ugrozio''
Jedan od naših najuspješnijih influencera oglasio se nakon ozbiljnih prozivki na društvenim mrežama
zdravlje
BRCA testiranje: Može otkriti rak dojke u ranoj fazi koja se lakše liječi! Evo o kakvom je testiranju riječ, gdje se provodi i koja je cijena
mjesec borbe protiv raka dojke
BRCA testiranje: Može otkriti rak dojke u ranoj fazi koja se lakše liječi! Evo o kakvom je testiranju riječ, gdje se provodi i koja je cijena
Znanstvenici su upravo povezali konzumaciju alkohola s još jednom vrstom raka!
Alarmantni rezultati nove studije
Znanstvenici su upravo povezali konzumaciju alkohola s još jednom vrstom raka!
Kako napisati oporuku koju nitko neće moći poništiti?
Važan korak!
Kako napisati oporuku koju nitko neće moći poništiti?
zabava
Neoprez u teretani skupo ga stajao, nastao kaos zbog jednog krivog pokreta
Jao...
Neoprez u teretani skupo ga stajao, nastao kaos zbog jednog krivog pokreta
Zagovornik teorije o ravnoj Zemlji odlazi na ekspediciju na Antarktiku kako bi dokazao teoriju! Vratio se pognute glave
Potpuni promašaj
Zagovornik teorije o ravnoj Zemlji otišao na Antarktiku kako bi dokazao svoju teoriju! Vratio se pognute glave
Ovaj kviz ne testira samo pamćenje, već i vašu pamet!
Pokažite što znate!
Ovaj kviz ne testira samo pamćenje, već i vašu pamet!
tech
Novo zastrašujuće otkriće geologa: Ovaj dvostruki potres mogao bi uzdrmati čitav sjevernoamerički kontinent
Tragovi u tlu
Novo zastrašujuće otkriće geologa: Ovaj dvostruki potres mogao bi uzdrmati čitav sjevernoamerički kontinent
Kineska kompanija želi konkurirati Appleu i Samsungu, a osnivač je objasnio kako
Fokus je na jednoj stvari
Kineska kompanija želi konkurirati Appleu i Samsungu, a osnivač je objasnio kako
Otkrivena iznenađujuća uloga COVID-19 mRNK cjepiva u borbi protiv raka
Znanstvenici iznenađeni
Otkrivena iznenađujuća uloga COVID-19 mRNK cjepiva u borbi protiv raka
sport
Deta Hedman odbila nastupiti u četvrtfinalu: "Neću igrati protiv muškarca u ženskom tijelu"
Skandal na turniru
Odbila nastupiti u četvrtfinalu: "Neću igrati protiv muškarca u ženskom tijelu"
Pep Guardiola zabrinuo navijače uoči Lige prvaka: "Ne želim da Kovačić igra"
stišće kočnicu
Pep Guardiola zabrinuo navijače uoči Lige prvaka: "Ne želim da Kovačić igra"
Madžid Šošić doživio tešku ozljedu
AU, OVO JE GADNO
Bosanska zvijezda koju je Gattuso škartirao u Hajduku dočekala grozne vijesti
tv
MasterChef: Ovo je i nas zapeklo! "Umrijet će nam Stipe!"
ZA NAJHRABRIJE
Ovo je i nas zapeklo! "Umrijet će nam Stipe!"
MasterChef: Žiri im to nikako nije mogao oprostiti! Ljutita Renata: "Nije fer!"
STRES TEST
Žiri im to nikako nije mogao oprostiti! Ljutita Renata: "Nije fer!"
Kumovi: Nije mogla sakriti tugu – utjehu je pronašla u njenom naručju
SKRIVENA SUDBINA
Nije mogla sakriti tugu – utjehu je pronašla u njenom naručju
putovanja
Mali raj usred Gorskog kotara: Kućica u kojoj se spajaju divljina i udobnost
Little paradise house
Mali raj usred Gorskog kotara: Kućica u kojoj se spajaju divljina i udobnost
7 neodoljivih jela za koje nećete potrošiti previše truda, a niti vremena u kuhinji
Tjedni jelovnik
7 neodoljivih jela na koja nećete potrošiti previše truda, a ni vremena u kuhinji
Kviz općeg znanja: 15 pitanja na koja biste trebali odgovoriti točno - bez razmišljanja
Lako?
Kviz općeg znanja: 15 pitanja na koja biste trebali odgovoriti točno - bez razmišljanja
novac
Gvajana je prije 10 godina otkrila golema naftna nalazišta. Zašto je onda većina ljudi i dalje siromašna?
LOŠI SPORAZUMI
Gvajana je prije 10 godina otkrila golema naftna nalazišta. Zašto je onda većina ljudi i dalje siromašna?
Hrvatima omiljeni modni brend zatvorio 135 dućana, ali povećao prodaju i dobit. "Uvijek nudimo najbolju vrijednost za novac"
iznad očekivanja
Hrvatima omiljeni modni brend zatvorio 135 dućana, ali povećao prodaju i dobit. "Uvijek nudimo najbolju vrijednost za novac"
Poslodavci uputili apel Vladi, traže odgodu povećanja minimalne plaće: "Polovica tvrtki to ne bi izdržala"
Upozorenje HUP-a
Poslodavci uputili apel Vladi, traže odgodu povećanja minimalne plaće: "Polovica tvrtki to ne bi izdržala"
lifestyle
Kviz o 90-ima
Zabavite se
Ovo je kviz opće kulture: 13 pitanja koja otkrivaju koliko dobro poznajte 90-e
Nizozemka Marjolein Jonker živi u kući od 24 kvadrata
Ima baš sve
Sretan život u maloj kući: Nizozemka ne bi mijenjala svoja 24 kvadrata ni za što, bit će vam jasno zašto
Pletena haljine za jesen i zimu 2025.
Od 18 eura
Topla je, udobna i svima dobro stoji: Pronašli smo 15 modela najpopularnije haljine za jesen i zimu
sve
Matt LeBlanc snimljen u rijetkom izlasku u javnost
jako se promijenio
Znate li tko je na fotki? Nekad zgodnog glumca danas bi mnogi teško prepoznali
Deta Hedman odbila nastupiti u četvrtfinalu: "Neću igrati protiv muškarca u ženskom tijelu"
Skandal na turniru
Odbila nastupiti u četvrtfinalu: "Neću igrati protiv muškarca u ženskom tijelu"
Kviz o 90-ima
Zabavite se
Ovo je kviz opće kulture: 13 pitanja koja otkrivaju koliko dobro poznajte 90-e
 

Nastavi čitati

Znanost
Metafazno diobeno vreteno u ljudskoj stanici raka jajnika
Velik uspjeh domaćih znanstvenika

Kada stanice pale crveno svjetlo: "Ruđerovci" otkrili novu ulogu ključnog proteina u diobi stanica

piše Martina Čizmić
Znanost
Zagađenje zraka u New Delhiju
Osam puta gore od Zagreba

Nakon vatrometa kvaliteta zraka u ovom gradu pala je na "opasne razine"

piše Hina
Znanost
Zdravi napitak, ilustracija
Pažljivo birajte što i koliko uzimate

Stručnjak upozorava na zabrinjavajuću razinu teških metala u pripravcima koje mnogi uzimaju

piše Branimir Vorša
Znanost
Cjepivo protiv COVID-19 BioNTecha
Znanstvenici iznenađeni

Otkrivena iznenađujuća uloga COVID-19 mRNK cjepiva u borbi protiv raka

piše Branimir Vorša
Znanost
Depresija, ilustracija
Društveni problem

Sve više ljudi bori se s ovisnostima na radnom mjestu, a ova je uvjerljivo najčešća

piše Hina
Znanost
Djevojka briše nos
Tijekom cijele zime

Krenula je sezona viroza, a ovih osam savjeta pomoći će vam da očuvate vaše zdravlje

piše Hina
  • Pišite nam
  • Uredništvo
  • Oglašavanje i marketing
  • Uvjeti korištenja
  • Politika zaštite privatnosti
  • Politika o kolačićima
  • Dnevnik
  • Nova Plus
  • Gol.hr
  • Zadovoljna
  • Kreni Zdravo
  • NovaTV
  • DomaTV
Upravljaj obavijestima