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Q: Fachverband Quantenoptik und Photonik

Q 35: Poster I

Q 35.19: Poster

Dienstag, 19. März 2013, 16:00–18:30, Empore Lichthof

Wärmekraftmaschine mit einzelnen Ionen — •Johannes Roßnagel¹, Georg Jacob¹, Charlotte Degünther¹, Obinna Abah², Ferdinand Schmidt-Kaler¹, Eric Lutz^2,3 und Kilian Singer¹ — ¹QUANTUM, Institut für Physik, Universtität Mainz, Staudingerweg 7, 55128 Mainz, Germany — ²Institut für Physik, Universität Augsburg, D-86135 Augsburg, Germany — ³Dahlem Center für komplexe Quantensysteme, Freie Universtiät Berlin, Arnimallee 14, D-14195 Berlin-Dahlem, Germany

Wir präsentieren einen realistischen Vorschlag für eine Nano-Wärmekraftmaschine mit einem einzelnen Ion als aktives Medium [1]. Um einen Otto-Kreisprozess zu realisieren, wird ein einzelnes Ion in einer linearen Paulfalle mit speziell geformten Elektroden gefangen und an Wärmebäder gekoppelt. Diese Wärmebäder können durch verstimmte Laserstrahlung oder elektronisches Rauschen erzeugt werden und heizen und kühlen die radiale Komponente des thermischen Zustands des Ions im Wechsel. Die zugeführte Wärme wird umgesetzt in eine kohärente Bewegung des Ions entlang der Fallenachse, aus der die erzeugte Leistung bestimmt werden kann. Mit Monte-Carlo Simulationen unter realistischen Bedingungen zeigen wir, dass Effizienzen von 30% bei maximaler Leistung erreicht werden können.

[1] O.Abah, J.Roßnagel, G.Jacob et. al, PRL 109, 203006 (2012).