Traditionelle Verbrennungsmotoren nutzen den Druck, der durch die Verbrennung von Kraftstoff und Luft erzeugt wird. Das neue Konzept eines Quantenmotors hingegen nutzt ein quantenmechanisches Phänomen, das auf dem Energieungleichgewicht zwischen spezifischen Teilchen der Quantenwelt beruht. Das haben Wissenschaftler von drei renommierten Universitäten jetzt herausgefunden.

Im Wesentlichen werden Fermionen, eine Klasse von Quantenteilchen, in Bosonen umgewandelt, die dann wieder aufgespalten werden, um Fermionen zu erzeugen. Dieser zyklische Prozess ähnelt dem inneren Ablauf eines Verbrennungsmotors, jedoch ohne den Bedarf an Wärme. „Damit haben wir eine quantenmechanische Alternative zum Zünden eines Kraftstoffs geschaffen, mit der sich unser Quantenmotor betreiben lässt“, sagte die Physikerin Jennifer Koch in einer Pressemitteilung.

Die Effizienz des Quantenmotors wird in der Veröffentlichung im Nature-Magazin als „ziemlich hoch“ beschrieben und erste Tests haben gezeigt, dass er mit dem aktuellen Versuchsaufbau eine Effizienz von bis zu 25 Prozent erreichen kann. Experten sind zuversichtlich, dass dieser Wirkungsgrad in Zukunft weiter optimiert werden kann.

Ein weiterer interessanter Aspekt des Quantenmotors ist die Möglichkeit, Geräte mit einer ultrakalten Atomwolke anzutreiben. Die Forscher der Universität Kaiserslautern-Landau haben gezeigt, dass durch die gezielte Manipulation von Atomverhalten, indem sie zwischen Bosonen und Fermionen wechseln, ein Motor betrieben werden kann. Ein bedeutender Nachteil besteht jedoch darin, dass der Quantenmotor extrem niedrige Temperaturen erfordert, um seine ungewöhnlichen Quanteneigenschaften aufrechtzuerhalten. Trotzdem sei der Aufbau der Quantenmaschine an sich vergleichsweise einfach, wie die Forscher betonen.