บาคาร่าเว็บตรง แรงผลักดันการทดลองยืนยันว่าการไล่ระดับอุณหภูมิแบบสั่นช่วยเพิ่มการไหลของความร้อนในของเหลว นักฟิสิกส์ในสาธารณรัฐเช็กได้แสดงให้เห็นว่าความร้อนไหลผ่านของเหลวได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้นเมื่อการไล่ระดับอุณหภูมิของของไหลผันผวนตามช่วงเวลา การค้นพบโดยLadislav Skrbekที่ Charles University และเพื่อนร่วมงานสามารถช่วยนักวิทยาศาสตร์ด้านสภาพอากาศให้เข้าใจ
การไหลของความร้อนผ่านชั้นบรรยากาศของโลกได้ดีขึ้น
และอาจนำไปสู่การออกแบบที่ดีขึ้นของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน ตั้งแต่กระแสน้ำในมหาสมุทรไปจนถึงการสูบฉีดเลือดผ่านเส้นเลือด กระบวนการหลายอย่างในธรรมชาติได้รับผลกระทบจากกระแสน้ำเชี่ยวกรากซึ่งถูกขับเคลื่อนด้วยแรงสั่นสะเทือนเป็นระยะๆ อย่างไรก็ตาม กระแสเหล่านี้ยังไม่ได้รับการศึกษาในระดับเดียวกับกระแสที่ขับเคลื่อนด้วยแรงต่อเนื่อง ตอนนี้ ทีมของ Skrbek ได้ตรวจสอบตัวอย่างง่ายๆ ของกระแสการสั่นโดยทำการทดลองครั้งแรกที่พัฒนาโดย Lord Rayleigh นักฟิสิกส์ชาวอังกฤษในปี 1916
ในการทดลองของเขา Rayleigh ได้สร้างเซลล์ที่ปิดและเต็มไปด้วยของเหลว จากนั้นสร้างการไล่ระดับอุณหภูมิทั่วทั้งของเหลวโดยให้ความร้อนกับแผ่นที่ด้านล่างของเซลล์ ขณะที่ทำให้แผ่นอีกแผ่นหนึ่งเย็นลงที่ด้านบน เมื่อเวลาผ่านไป เขาสังเกตเห็นว่าของเหลวขึ้นและลงในคอลัมน์สลับกัน ซึ่งปัจจุบันรู้จักกันในชื่อ Rayleigh-Bénard convection (RBC)
ตัวเร่งประสิทธิภาพ
ในการวิเคราะห์เชิงทฤษฎีที่ดำเนินการในปี 2020 นักฟิสิกส์ที่นำโดยDetlef Lohseแห่งมหาวิทยาลัย Twente ในเนเธอร์แลนด์ได้ตรวจสอบรูปแบบที่ซับซ้อนมากขึ้นของการตั้งค่านี้ โดยที่การไล่ระดับอุณหภูมิของของเหลวจะสั่นเป็นระยะๆ น่าแปลกที่การจำลองของพวกเขาคาดการณ์ว่าการแกว่งนี้จะเพิ่มประสิทธิภาพของการถ่ายเทความร้อนระหว่างเพลต – เนื่องจากการเปลี่ยนแปลงในรูปแบบการไหลของ RBC
ในการศึกษาของพวกเขา ทีมของ Skrbek ได้ทดสอบการคาดการณ์นี้โดยทำการทดลองเกี่ยวกับเซลล์ทรงกระบอกของก๊าซฮีเลียม ซึ่งทำให้เย็นลงเหลือเพียง 6 เค เพื่อสร้างการไล่ระดับอุณหภูมิแบบสั่น พวกเขาเปลี่ยนอุณหภูมิของแผ่นด้านล่างของเซลล์เป็นระยะๆ เมื่อเวลาผ่านไป พวกเขาตรวจสอบความถี่การสั่นที่แตกต่างกันในช่วง 0.006–0.2 Hz โดยการสร้างเพลตจากทองแดง ซึ่งตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิโดยเฉพาะ พวกมันยังสามารถทำให้เกิดแอมพลิจูดการแกว่งได้สูงถึง 0.4 เค
โดยการวางเซ็นเซอร์อุณหภูมิไว้ทั่วทั้งเซลล์ นักวิจัยได้ตรวจสอบรูปแบบการพาความร้อนของ RBC ที่พัฒนาขึ้นภายใน เช่นเดียวกับที่การศึกษาในปี 2020 คาดการณ์ พวกเขาพบว่าการสั่นของอุณหภูมิของแผ่นด้านล่างช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการถ่ายเทความร้อนได้มากถึง 20% การเพิ่มประสิทธิภาพนี้เกิดขึ้นเนื่องจากคลื่นความร้อนสามารถแพร่กระจายผ่านก๊าซฮีเลียมได้โดยแทบไม่มีการลดทอน
แบบจำลองสภาพภูมิอากาศ
การค้นพบนี้อาจมีความหมายอย่างกว้างขวางสำหรับความเข้าใจของเราเกี่ยวกับการถ่ายเทความร้อนในระบบธรรมชาติจำนวนมาก สิ่งสำคัญที่สุดคือความร้อนที่แลกเปลี่ยนระหว่างพื้นผิวโลกซึ่งมีอุณหภูมิผันผวนตลอดทั้งวัน และในอวกาศซึ่งมีอุณหภูมิเพียง 2.7 K
การทดลองโลหะเหลวทำให้กระจ่างเกี่ยวกับปัญหาโคโรนาสุริยะ
การคำนึงถึงการไล่ระดับอุณหภูมิแบบสั่นนี้สามารถช่วยให้นักวิจัยเข้าใจได้ดีขึ้นว่าความร้อนไหลผ่านชั้นบรรยากาศอย่างไร – เพิ่มความแม่นยำของแบบจำลองสภาพอากาศที่มีอยู่ และอาจปรับปรุงความเข้าใจของเราเกี่ยวกับชั้นบรรยากาศของดาวเคราะห์ดวงอื่นๆ ด้วย ที่อื่น ผลลัพธ์สามารถแจ้งการออกแบบสำหรับเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น ซึ่งเป็นส่วนประกอบที่สำคัญของระบบทำความร้อนและความเย็นในการใช้งานทางวิศวกรรมหลายประเภท
Hannah Williamsนักฟิสิกส์ปรมาณูที่ Durham University ในสหราชอาณาจักรซึ่งไม่ได้มีส่วนร่วมในการวิจัยกล่าวว่าทั้งสองกลุ่มได้แสดง “ความสามารถของแพลตฟอร์มและคำมั่นสัญญาสำหรับการคำนวณควอนตัมโดยการแสดงอัลกอริทึมควอนตัมที่เป็นสัญลักษณ์ไม่ว่าจะเป็นการแก้ไขข้อผิดพลาดหรือเฟส ประมาณการ”. อย่างไรก็ตาม เธอเตือนว่าจำเป็นต้องปรับปรุงความเที่ยงตรงของประตูและจำนวนอะตอมก็เพิ่มขึ้นก่อนที่ระบบจะสามารถแข่งขันได้อย่างแท้จริง “จุดขายของระบบปรมาณูที่เป็นกลางอยู่เสมอว่าพวกมันควรจะปรับขนาดได้ง่ายมาก และการสาธิตนั้นอยู่ที่ 24 qubits สูงสุด” เธอกล่าว
มอนโรเห็นด้วย โดยเสริมว่าเขาเชื่อว่าความท้าทายทั้งสองมีความเชื่อมโยงกัน “ไม่สำคัญหรอกว่าคุณมีกี่คิวบิต” เขากล่าว “หากคุณสามารถวิ่งได้อย่างแม่นยำเพียง 95% คุณสามารถเชื่อมโยงการดำเนินการได้เพียง 20 รายการเท่านั้น” นอกจากนี้เขายังตั้งข้อสังเกตว่าความเที่ยงตรงของเกตในระบบอะตอมต่ำเกินไปที่จะได้รับประโยชน์จากรหัสแก้ไขข้อผิดพลาดควอนตัมที่แสดงโดยกลุ่มของ Lukin อย่างไรก็ตาม เขากล่าวว่ากลุ่มต่างๆ กำลัง “ทำในสิ่งที่ถูกต้อง” โดยเสริมว่า atomic qubits มีศักยภาพที่จะบรรลุความถูกต้อง 99.9% โดยไม่มีการแก้ไขข้อผิดพลาด “เรากำลังทำอย่างนั้นกับไอออนที่ดักจับอยู่ และแม้ว่าความเป็นกลางจะอยู่ข้างหลัง ฉันไม่สงสัยเลยว่าในที่สุดพวกมันจะไปถึงที่นั่นและได้รับประโยชน์จากรหัสที่มีประสิทธิภาพมากเหล่านี้” มอนโรสรุป
จากนั้นทีมจึงสร้างรูปคลื่นไหวสะเทือนเทียมที่มีระดับเสียงรบกวนในเมืองต่างกัน โดยการรวมชุดฝึกซ้อมซาน จาซินโตซ้ำๆ กับตัวอย่างที่เลือกแบบสุ่มจากชุดฝึกซ้อมในลองบีช แล้วสุ่มเปลี่ยนรูปคลื่นที่ได้ บาคาร่าเว็บตรง
