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 Droga, ilustracija Roditelji, oprez! "Najopasnija mreža za mlade": Omiljena platforma prepuna je seksualnih predatora i dilera droge Appleovi telefoni, ilustracija Vrijeme radi svoje… Ako imate ove modele telefona, možda je vrijeme da ih zamijenite i kupite nove Cheyava Falls u dolini Neretva Vallis u krateru Jezero na Marsu Na Marsu NASA zagolicala maštu javnosti: U dolini Neretve pronađeni tragovi izvanzemaljskog života?

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
Sjevernokorejski i kineski hakeri imaju novu taktiku u napadima na tvrtke i državne organizacije
Trend
Sjevernokorejski i kineski hakeri imaju novu taktiku u napadima na tvrtke i državne organizacije
Od milijarde do stotina milijardi: Čini se da je Microsoft pogodio jackpot s OpenAI-jem
Sulud povrat ulaganja
Od milijarde do stotina milijardi: Čini se da je Microsoft pogodio jackpot s OpenAI-jem
Terapija budućnosti? Nosiva ultrazvučna kaciga omogućava liječenje mozga bez kirurških zahvata
Revolucionaran iskorak u medicini
Terapija budućnosti? Nosiva ultrazvučna kaciga omogućava liječenje mozga bez kirurških zahvata
Situacija nikad nije bila gora: Profesori tvrde kako su domaće zadaće su izgubile svaki smisao
Što napraviti?!
Situacija nikad nije bila gora: Profesori tvrde kako su domaće zadaće izgubile svaki smisao
Ozonski omotač mogao bi se oporaviti do sredine stoljeća
Objavio WMO
Ozonski omotač mogao bi se oporaviti do sredine stoljeća
HealthTech inovatori imaju priliku testirati svoje inovacije – besplatno i bez rizika
AI4Health.Cro
HealthTech inovatori imaju priliku testirati svoje inovacije – besplatno i bez rizika
Ako imate ove modele telefona, možda je vrijeme da ih zamijenite i kupite nove
Vrijeme radi svoje…
Ako imate ove modele telefona, možda je vrijeme da ih zamijenite i kupite nove
NASA zagolicala maštu javnosti: U dolini Neretve pronađeni tragovi izvanzemaljskog života?
Na Marsu
NASA zagolicala maštu javnosti: U dolini Neretve pronađeni tragovi izvanzemaljskog života?
Slijedi velika promjena na tržištu rada: Evo tko će prvi ostati bez posla, prema Samu Altmanu
Mnoge su industrije ugrožene
Slijedi velika promjena na tržištu rada: Evo tko će prvi ostati bez posla, prema Samu Altmanu
"Najopasnija mreža za mlade": Omiljena platforma prepuna je seksualnih predatora i dilera droge
Roditelji, oprez!
"Najopasnija mreža za mlade": Omiljena platforma prepuna je seksualnih predatora i dilera droge
Kineski plan neće se svidjeti europskim automobilskim kompanijama
Ambiciozno
Kineski plan neće se svidjeti europskim automobilskim kompanijama
Nema tu nikakve magije: Šef Riviana objasnio zašto su kineski automobili jeftiniji od konkurencije
Jednostavno je
Nema tu nikakve magije: Šef Riviana objasnio zašto su kineski automobili jeftiniji od konkurencije

Vezane vijesti

Ne propustite ni ovo

vijesti
Čelnik splitskog kotara upozorio sugrađane da se muškarac s kalašnjikovom šeće ulicom
Istraga u tijeku
Stigla dojava da se muškarac s kalašnjikovom šeće Splitom. Oglasila se policija i HDZ-ovac koji je digao uzbunu
Čovjek proglašen mrtvim i odvezen u mrtvačnicu; obitelj se došla oprostiti pa doživjela šok
Rijedak slučaj
Čovjek proglašen mrtvim i odvezen u mrtvačnicu: Obitelj se došla oprostiti pa doživjela šok za šokom
Novim Zakonom o naplati cestarine isključit će se plaćanje cestarine u gotovini
Stiže novi zakon
Cestarina se više neće moći plaćati gotovinom
show
U prvoj epizodi MasterChefa pregaču dobila majka Ivice Zubca,
kakva čast!
Majka našeg svjetski poznatog sportaša privukla je pažnju u prvoj epizodi MasterChefa!
Jagoda Kumrić i Konstantin Haag odlaze iz ''Kumova''
''Arrivederci...''
Zvijezde Kumova rastužile fanove: ''Vrijeme je za okrenuti novu stranicu...''
Maja Šuput u mini-haljini zaplesala na Vinkovačkim jesenima
na vinkovačkim jesenima
Kako joj stoji? Na ovako jednostavnu kombinaciju Maje Šuput nismo navikli
zdravlje
Candida auris: Simptomi superinfekcije koja se širi Europom
Stigla je u hrvatske bolnice!
Candida auris: Simptomi superinfekcije koja se širi Europom
Šokantna istina o slanini: Povezuje se s rakom i demencijom – ali postoji sigurna granica
Nutricionisti otkrivaju
Šokantna istina o slanini: Povezuje se s rakom i demencijom – ali postoji sigurna granica
Ljetna korona: Simptomi zbog kojih su liječnici pretrpani
Soj "Stratus" hara svijetom
Ljetna korona: Simptomi zbog kojih su liječnici pretrpani
zabava
Samo u Dalmaciji! Scena ispred trgovine oduševila društven mreže
Zanimljivo
Samo u Dalmaciji! Scena ispred trgovine oduševila društvene mreže
Vlasnik problijedio kad je vidio srušeno stablo na autu, a onda je uslijedilo iznenađenje
Za dlaku!
Vlasnik problijedio kad je vidio srušeno stablo na autu, a onda je uslijedilo iznenađenje
Matematička zagonetka koja prkosi logici – samo rijetki nađu odgovor
Pokažite što znate!
Matematička zagonetka koja prkosi logici – samo rijetki nađu odgovor
tech
Ako imate ove modele telefona, možda je vrijeme da ih zamijenite i kupite nove
Vrijeme radi svoje…
Ako imate ove modele telefona, možda je vrijeme da ih zamijenite i kupite nove
NASA zagolicala maštu javnosti: U dolini Neretve pronađeni tragovi izvanzemaljskog života?
Na Marsu
NASA zagolicala maštu javnosti: U dolini Neretve pronađeni tragovi izvanzemaljskog života?
Slijedi velika promjena na tržištu rada: Evo tko će prvi ostati bez posla, prema Samu Altmanu
Mnoge su industrije ugrožene
Slijedi velika promjena na tržištu rada: Evo tko će prvi ostati bez posla, prema Samu Altmanu
sport
UFC neugodno iznenadio Antu Deliju! Kako je ovakvo što uopće moguće?
TJEDAN NAKON POBJEDE
UFC neugodno iznenadio Antu Deliju! Kako je ovakvo što uopće moguće?
Bobanovo zvono za uzbunu: Kako je moguće da u Dinamu to nisu vidjeli?
Komentar Ivice Mede
Bobanovo zvono za uzbunu: Kako je moguće da u Dinamu to nisu vidjeli?
Armin Hodžić za Dinamo zabio 50 golova, sad s 30 godina potpisao za drugoligaša
JEDNOSTAVNO NESTAO
Za Dinamo je zabio 50 komada u sto utakmica, sad je s 30 godina potpisao za drugoligaša
tv
U dobru i zlu: Dala mu je antibiotike, ali hoće li mu biti spasa?
U DOBRU I ZLU
U dobru i zlu: Dala mu je antibiotike, ali hoće li mu biti spasa?
MasterChef: MasterChef prvom epizodom nove sezone nadmašio konkurenciju! Večeras ne propustite nove specijalitete!
SAZNAJTE!
MasterChef prvom epizodom nadmašio konkurenciju! Večeras ne propustite doznati tko će se kući vratiti s pregačom!
Pogledajte što donosi finale sezone serije "Daleki grad"!
DALEKI GRAD
Pogledajte što donosi finale sezone serije "Daleki grad"!
putovanja
Tjedni jelovnik fina i brza jela 15. 9. do 21. 9. 2025.
Tjedni jelovnik
Zasitna su, fina i rade se bez puno muke: Sedam predobrih jela za svaki dan ovog tjedna
Najveće dječje igralište u Hrvatskoj
Ogromna zabava!
Odlična ideja za izlet: Otvoreno najveće dječje igralište u Hrvatskoj
Kulinarski grijeh ili ipak ne? Treba li prati gljive prije kuhanja?
Odaberite stranu
Kulinarski grijeh ili ipak ne? Treba li prati gljive prije kuhanja?
novac
Zagreb izbacio Kineze s natječaja - autobusi su im bili nekoliko milijuna jeftiniji, ali nisu imali HD monitore
Zagreb izbacio Kineze s natječaja - autobusi su im bili nekoliko milijuna jeftiniji, ali nisu imali HD monitore
Kako je slavni reper spasio posrnulo gospodarstvo jednog karipskog otoka
Odustao od Amerike
Kako je slavni reper spasio posrnulo gospodarstvo jednog karipskog otoka
Ovo je 10 najboljih država za umirovljenike, na sedmom mjestu i nama susjedna zemlja
Drugi život
Ovo je 10 najboljih država za umirovljenike, na sedmom mjestu i nama susjedna zemlja
lifestyle
Zagreb špica: Majica sa simpatičnim natpisom u street style izdanju
BAŠ SIMPATIČNO
"Draga mama"... Majica s porukom nasmijala je žene u centru Zagreba
Ulična moda Zagreb bluza s volanima
Tako ženstvena
Traperice plavokose dame iz centra Zagreba vizualno produžuju noge, ali bluza je ta koja je privukla sve poglede
Ljupka Gojić Mikić u haljini Dries Van Notena
Opet je zablistala
Haljina Ljupke Gojić Mikić je definicija elegancije s dozom odvažnosti
sve
U prvoj epizodi MasterChefa pregaču dobila majka Ivice Zubca,
kakva čast!
Majka našeg svjetski poznatog sportaša privukla je pažnju u prvoj epizodi MasterChefa!
Jagoda Kumrić i Konstantin Haag odlaze iz ''Kumova''
''Arrivederci...''
Zvijezde Kumova rastužile fanove: ''Vrijeme je za okrenuti novu stranicu...''
Zagreb špica: Majica sa simpatičnim natpisom u street style izdanju
BAŠ SIMPATIČNO
"Draga mama"... Majica s porukom nasmijala je žene u centru Zagreba
 

Nastavi čitati

Znanost
MRI mozga, ilustracija
Revolucionaran iskorak u medicini

Terapija budućnosti? Nosiva ultrazvučna kaciga omogućava liječenje mozga bez kirurških zahvata

piše Branimir Vorša
Znanost
Ozonski sloj oko Zemlje, ilustracija
Objavio WMO

Ozonski omotač mogao bi se oporaviti do sredine stoljeća

piše Hina
Znanost
Cjepivo, ilustracija
Ogromna cifra

Znanstvenici tvrde da je cjepivo protiv COVID-19 svijetu uštedjelo do 35 bilijuna eura

piše Branimir Vorša
Znanost
Lijek za mršavljenje, ilustracija
prvi put

WHO stvara smjernice za liječenje bolesti koja pogađa više od milijardu ljudi diljem svijeta

piše Hina
Znanost
Ozonski sloj oko Zemlje, ilustracija
Međunarodni dan zaštite ozonskog sloja

Najstariji i najuspješniji međunarodni ugovor danas puni 38 godina: Bez njega situacija bi danas bila puno gora!

piše Hina
Znanost
Pregled usne šupljine, ilustracija
Istraživanje japanskih znanstvenika

Otkrivena dosad skrivena tajna mikroba u našim ustima koja bi mogla utjecati na naše zdravlje

piše Branimir Vorša
  • 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