A single-atom heat engine

Johannes Roßnagel
Eine Wärmekraftmaschine wandelt thermische Energie in mechanische Arbeit um, wobei das Arbeitsgas in der Regel eine große Anzahl von Atomen oder Molekülen umfasst. In der vorliegenden Arbeit zeige ich erstmals, dass das Arbeitsmedium einer Wärmekraftmaschine bis zur Grenze eines einzelnen Atoms reduziert werden kann. Dabei verwende ich ein einzelnes 40Ca+ Ion, welches in einer trichterförmigen Paul-Falle gefangen wird. Zunächst habe ich umfassende numerische Monte-Carlo Simulationen durchgeführt, die auf realistischen Parametern beruhen und die Realisierbarkeit des...
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