Hamburg 2001 – wissenschaftliches Programm

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SYNT: Neue Transportphänomene - Vom Maxwell-Dämon zum Verkehrsstau

SYNT 0: Neue Transportph
änomene – Vom Maxwell-D
ämon zum Verkehrsstau

SYNT 0.1: Hauptvortrag

Dienstag, 27. März 2001, 14:30–15:00, S 7

Maxwells Dämon bei der Arbeit: Elektronenratschen als Wärmepumpen — •Heiner Linke — School of Physics, University of New South Wales, UNSW Sydney 2052, Australien

Eine schaukelnde Ratsche ist ein asymmetrisches Potential das symmetrisch hin- und hergeneigt wird. Die experimentelle Realisierung einer Quantenratsche in Form eines asymmetrischen Wellenleiters für Elektronen wird vorgestellt. Der Elektronenstrom besteht aus zwei entgegengerichteten Anteilen: Elektronen niedriger Energie tunneln bevorzugt nach links, während Elektronen höherer Energie nach rechts fliessen. Die Nettostromrichtung hängt daher von der Energieverteilung der Elektronen ab, und kann über die Temperatur geändert werden. Die Beobachtung entgegengerichteter Ströme unterschiedlicher Energie legt einen Vergleich mit Maxwells Dämon nahe. Natürlich wird aber hier der Zweite Hauptsatz nicht verletzt, denn die Ratsche arbeitet ja nur unter äusserer Energiezufuhr. Es tritt aber tatsächlich ein Wärmestrom selbst dann auf wenn der Teilchenstrom einen Nulldurchgang hat. Die Eigenschaften der experimentellen Elektronenratsche als Wärmepumpe werden diskutiert.