Die Studie, die von Forschern der Universität Basel geleitet wurde, verwendete eine Technik namens Laserkühlung, um das Verhalten von Atomen in einer Hohlraumkammer zu manipulieren. Durch das Senden von Laserlicht durch die Hohlraumkammer konnten die Forscher eine Situation schaffen, in der ein Teil der Energie für nützliche Arbeit genutzt wurde, während der andere Teil als Wärme dissipiert wurde. Dies ist eine bedeutende Leistung, da sie die langgehegte Annahme in Frage stellt, dass die Thermodynamik, die Regeln, die Energie, Arbeit und Unordnung regieren, nicht auf Quantensysteme angewendet werden kann.

"Wir konnten zeigen, dass es möglich ist, die nützliche Energie von der zufälligen Bewegung in einem Quantensystem zu trennen", sagte Dr. Enrique Sahagún, ein Forscher der Universität Basel und Co-Autor der Studie. "Dies ist eine grundlegende Verschiebung in unserem Verständnis der Thermodynamik und ihrer Anwendung auf Quantensysteme."

Der Durchbruch hat bedeutende Auswirkungen auf die Entwicklung neuer Technologien, einschließlich Quantenbatterien und Quantencomputern. Laut Dr. Sahagún könnte die Fähigkeit, Energie aus Quantensystemen zu nutzen, zur Schaffung effizienterer und leistungsfähigerer Geräte führen.

Die Forschungsergebnisse der Wissenschaftler haben auch Auswirkungen auf unser Verständnis der fundamentalen Gesetze der Physik. "Diese Arbeit fordert unser aktuelles Verständnis der Thermodynamik und ihrer Anwendung auf Quantensysteme heraus", sagte Dr. Sahagún. "Sie zeigt, dass die Regeln, die Energie, Arbeit und Unordnung in klassischen Systemen regieren, auf Quantensysteme angewendet werden können, zumindest in bestimmten Situationen."

Die Studie wurde in einer jüngsten Ausgabe einer führenden wissenschaftlichen Zeitschrift veröffentlicht und hat in der wissenschaftlichen Gemeinschaft großes Interesse geweckt. Die Forschungsergebnisse der Wissenschaftler wurden als bedeutender Durchbruch gefeiert und könnten bedeutende Auswirkungen auf die Entwicklung neuer Technologien haben.

In verwandten Nachrichten arbeiten Forscher an anderen Institutionen auch an ähnlichen Projekten, um die Anwendung der Thermodynamik auf Quantensysteme zu erforschen. Laut Dr. Sahagún schreitet das Feld rasch voran und neue Durchbrüche werden in den kommenden Jahren erwartet.

Die Universität Basel hat eine lange Geschichte der Forschung auf dem Gebiet der Quantenphysik und hat bedeutende Beiträge zu unserem Verständnis des Themas geleistet. Die Forschungsergebnisse der Wissenschaftler sind ein Zeugnis für das Engagement der Universität, Wissen zu erweitern und die Grenzen des menschlichen Verständnisses zu erweitern.

Wenn die Forschung auf diesem Gebiet weiter voranschreitet, ist es wahrscheinlich, dass wir bedeutende Durchbrüche in der Entwicklung neuer Technologien sehen werden. Die Fähigkeit, Energie aus Quantensystemen zu nutzen, könnte zur Schaffung effizienterer und leistungsfähigerer Geräte führen, mit bedeutenden Auswirkungen auf die Gesellschaft.

Die Studie wurde von der Schweizerischen Nationalfonds und dem Europäischen Forschungsrat finanziert. Die Forschungsergebnisse der Wissenschaftler wurden in einer jüngsten Ausgabe einer führenden wissenschaftlichen Zeitschrift veröffentlicht und sind online verfügbar.