تلاش برای تولید انرژی بیشتر از مواد کمتر و درعین‌حال اجتناب از سوزاندن سوخت‌های فسیلی بیش از توان سیاره ما، ایده‌های خلاقانه‌ای را در ذهن افراد ایجاد می‌کند. اکنون دو فیزیکدان نظریه باتری‌های ریزسیاهچاله را ارائه کردند که می‌تواند انرژی چند نسل یک خانواده را تامین کند.
تاریخ انتشار :دوشنبه ۳ ارديبهشت ۱۴۰۳ ساعت ۱۹:۰۰
۰
به گزارش مردم فردا،رکوردشکنی همجوشی هسته‌ای با اعداد و ارقامی که تنها کمی با رکوردهای قبلی اختلاف دارند و یا پنل‌های خورشیدی که کارآمدتر می‌شوند و نصبشان راحت‌تر می‌شود روزبه‌روز به کسب دستاوردهای بزرگ‌تر کمک می‌کنند. اما حتی اگر ظرفیت ذخیره‌سازی و تولید باتری روند صعودی داشته باشد و قیمت‌ها به‌شدت کاهش یابد؛ چگونگی ذخیره این انرژی برحسب تقاضا در سراسر جهان، همچنان یک چالش بزرگ است.
دو فیزیکدان بر اساس نظریه نسبیت عام انیشتین، نظریه باتری ریزسیاهچاله را ارائه کرده‌اند. در این نظریه از سیاهچالهها به‌عنوان باتری‌های عظیم استفاده می‌شود. آن‌ها با تفسیر دقیق معادلات سیاهچالههای کاملاً گرد که نمی‌چرخند، مدل‌های ایده‌آل سیاهچالههای میکروسکوپی را که در فضایی تنگ پر از انرژی شکل می‌گیرند، توصیف کردند. نحوه تعامل این سیاهچالههای کوچک، می‌تواند عملکرد کل سیستم را شبیه به یک راکتور هسته‌ای کند تا انرژی ذخیره‌شده در پیوند ذرات را برای تولید مقادیر عظیمی از انرژی پاک آزاد کند.
این سیاهچالهها باید باردار و کوچک باشند و هرکدام فقط یک جرم پلانک وزن داشته باشند، به‌طوری‌که وقتی باهم در سلول‌هایی مملو از سیاهچاله‌هایی با بار مشابه قرار می‌گیرند، دافعه الکترومغناطیسی آن‌ها کشش گرانش را خنثی کند و نوعی ذخیره انرژی پایدار ایجاد کند که درعین‌حال خودش را نمی‌بلعد. در تئوری، می‌توان سیاهچالههای ریز با بار مخالف را یکی‌یکی کنار هم جمع کرد و منجر به ادغام آن‌ها در یک سیاه‌چاله منفرد شد که خیلی سریع تبخیر شده و به انرژی خالص تبدیل می‌شود. انرژی استخراج‌شده از درون سیاه‌چاله نمی‌آید، بلکه فقط از بیرون آن و جایی که گرانش تمرکز می‌کند سرچشمه می‌گیرد.
این تئوری آن‌قدرها هم دور از ذهن به نظر نمی‌رسد. درواقع تصور می‌شود که سیاهچالههای بسیار ریزی وجود دارند که هرگز کشف نشده‌اند و شاید به این دلیل است که بیشتر انرژی خود را پس از تشکیل در پلاسمای اولیه‌ای که پس از انفجار بزرگ کیهان را پرکرده است، از دست داده‌اند.
اما نظریه ریزسیاه‌چاله‌ها، احتمالاً در حد نظریه باقی خواهد ماند. این نظریه بیشتر بر این هدف متمرکز است که بگوید آینده باتری به کجا ختم خواهد شد.
اسپن هاگ و جیانفرانکو اسپاویری، دو فیزیک‌دانی که این نظریه را بیان کرده‌اند، بر این باورند که باتری‌های امروزی در مقایسه با پتانسیل نهایی خود بسیار ناکارآمدند و ما احتمالاً در همان ابتدای انقلاب باتری هستیم. در حال حاضر، کارآمدترین باتری‌های لیتیومی حدود ۹۵۴۰۰۰ ژول انرژی در هر کیلوگرم جرم ذخیره می‌کنند که تقریباً ۲۲ برابر انرژی حاصل از سوزاندن یک کیلوگرم روغن است.
هاگ و اسپاویری تخمین می‌زنند که یک باتری ریزسیاهچاله با وزن تنها یک کیلوگرم می‌تواند انرژی کافی برای یک خانواده را تا چندین نسل تأمین کند، چراکه انرژی آن تقریباً ۴۷۰ میلیون برابر انرژی کارآمدترین باتری لیتیومی ۲۰۰ کیلوگرمی متداول خواهد بود.
آن‌ها می‌گویند درحالی‌که دستیابی به چنین سطحی از پیشرفت فناوری قطعاً قریب‌الوقوع نیست، غیرقابل‌تصور نیست که توسعه فناوری باتری بتواند مسیری شبیه به فناوری رایانه را دنبال کند. این دو فیزیکدان اولین تیمی نیستند که چنین ایده‌ای را برای جلوگیری از نابودی سیاره ما توسط سوخت‌های فسیلی پیشنهاد می‌کنند،
البته، اینکه آیا چنین سیاهچالههای کوچک و غیر چرخشی وجود داشته باشند یا حتی در یک محیط عملی ایجاد شوند، پروژه‌ای است که احتمالاً در آینده روی آن تحقیقات لازم انجام خواهد شد. البته این دو دانشمند می‌گویند اگر از ستاره‌های نوترونی به‌عنوان آهن‌ربا استفاده کنیم، بازهم به شتاب‌دهنده ذره‌ای به‌اندازه منظومه شمسی نیاز خواهیم داشت تا چنین ریزسیاه‌چاله‌هایی را تشکیل دهیم. شاید این راه‌حل کاملاً غیرواقعی به نظر برسد، اما هرگز نباید بگوییم نشدنی است!
منبع: sciencealert
دو فیزیکدان بر اساس نظریه نسبیت عام انیشتین، نظریه باتری ریزسیاهچاله را ارائه کرده‌اند. در این نظریه از سیاهچالهها به‌عنوان باتری‌های عظیم استفاده می‌شود. آن‌ها با تفسیر دقیق معادلات سیاهچالههای کاملاً گرد که نمی‌چرخند، مدل‌های ایده‌آل سیاهچالههای میکروسکوپی را که در فضایی تنگ پر از انرژی شکل می‌گیرند، توصیف کردند. نحوه تعامل این سیاهچالههای کوچک، می‌تواند عملکرد کل سیستم را شبیه به یک راکتور هسته‌ای کند تا انرژی ذخیره‌شده در پیوند ذرات را برای تولید مقادیر عظیمی از انرژی پاک آزاد کند.
این سیاهچالهها باید باردار و کوچک باشند و هرکدام فقط یک جرم پلانک وزن داشته باشند، به‌طوری‌که وقتی باهم در سلول‌هایی مملو از سیاهچاله‌هایی با بار مشابه قرار می‌گیرند، دافعه الکترومغناطیسی آن‌ها کشش گرانش را خنثی کند و نوعی ذخیره انرژی پایدار ایجاد کند که درعین‌حال خودش را نمی‌بلعد. در تئوری، می‌توان سیاهچالههای ریز با بار مخالف را یکی‌یکی کنار هم جمع کرد و منجر به ادغام آن‌ها در یک سیاه‌چاله منفرد شد که خیلی سریع تبخیر شده و به انرژی خالص تبدیل می‌شود. انرژی استخراج‌شده از درون سیاه‌چاله نمی‌آید، بلکه فقط از بیرون آن و جایی که گرانش تمرکز می‌کند سرچشمه می‌گیرد.
این تئوری آن‌قدرها هم دور از ذهن به نظر نمی‌رسد. درواقع تصور می‌شود که سیاهچالههای بسیار ریزی وجود دارند که هرگز کشف نشده‌اند و شاید به این دلیل است که بیشتر انرژی خود را پس از تشکیل در پلاسمای اولیه‌ای که پس از انفجار بزرگ کیهان را پرکرده است، از دست داده‌اند.
اما نظریه ریزسیاه‌چاله‌ها، احتمالاً در حد نظریه باقی خواهد ماند. این نظریه بیشتر بر این هدف متمرکز است که بگوید آینده باتری به کجا ختم خواهد شد.
اسپن هاگ و جیانفرانکو اسپاویری، دو فیزیک‌دانی که این نظریه را بیان کرده‌اند، بر این باورند که باتری‌های امروزی در مقایسه با پتانسیل نهایی خود بسیار ناکارآمدند و ما احتمالاً در همان ابتدای انقلاب باتری هستیم. در حال حاضر، کارآمدترین باتری‌های لیتیومی حدود ۹۵۴۰۰۰ ژول انرژی در هر کیلوگرم جرم ذخیره می‌کنند که تقریباً ۲۲ برابر انرژی حاصل از سوزاندن یک کیلوگرم روغن است.
هاگ و اسپاویری تخمین می‌زنند که یک باتری ریزسیاهچاله با وزن تنها یک کیلوگرم می‌تواند انرژی کافی برای یک خانواده را تا چندین نسل تأمین کند، چراکه انرژی آن تقریباً ۴۷۰ میلیون برابر انرژی کارآمدترین باتری لیتیومی ۲۰۰ کیلوگرمی متداول خواهد بود.
آن‌ها می‌گویند درحالی‌که دستیابی به چنین سطحی از پیشرفت فناوری قطعاً قریب‌الوقوع نیست، غیرقابل‌تصور نیست که توسعه فناوری باتری بتواند مسیری شبیه به فناوری رایانه را دنبال کند. این دو فیزیکدان اولین تیمی نیستند که چنین ایده‌ای را برای جلوگیری از نابودی سیاره ما توسط سوخت‌های فسیلی پیشنهاد می‌کنند،
البته، اینکه آیا چنین سیاهچالههای کوچک و غیر چرخشی وجود داشته باشند یا حتی در یک محیط عملی ایجاد شوند، پروژه‌ای است که احتمالاً در آینده روی آن تحقیقات لازم انجام خواهد شد. البته این دو دانشمند می‌گویند اگر از ستاره‌های نوترونی به‌عنوان آهن‌ربا استفاده کنیم، بازهم به شتاب‌دهنده ذره‌ای به‌اندازه منظومه شمسی نیاز خواهیم داشت تا چنین ریزسیاه‌چاله‌هایی را تشکیل دهیم. شاید این راه‌حل کاملاً غیرواقعی به نظر برسد، اما هرگز نباید بگوییم نشدنی است!
منبع: sciencealert
mardomefarda.ir/vdciqqar.t1a5z2bcct.html
منبع : خبر آنلاین
