Projektbeschreibung
Den Wärmeaustausch in der Quantenmechanik ausnutzen
Die Gesetze der Thermodynamik bilden den Rahmen unseres Verständnisses der Motoren und des Wärmeaustauschs.Unter Berücksichtigung der Entdeckungen im Bereich der Quantenmechanik wäre es jedoch nötig, sie auf den neuesten Stand zu bringen. Auf der Suche nach Erkenntnissen konzipiert das EU-finanzierte Projekt ESQuAT eine neue Testschaltung für Experimente mit thermischen Quantenmaschinen. Die Forschenden werden ein technisches physikalisches Bad entwickeln, das mit einer beliebigen Spektralverteilung ausgestattet werden kann. Dieses kann dann an thermische Quantenmaschinen angeschlossen werden, und die Wärmeströmungen können spektral nachverfolgt werden. Projektintern werden außerdem drei Kühlschranktypen erprobt, die auf der Grundlage der Prinzipien der Quantenkohärenz, der Messungsrückwirkung und der kollektiven Effekte kühlen. Das Endziel lautet, leistungsfähigere Motoren, schneller aufladbare Batterien und Geräte zu entwickeln, bei denen weniger Energie verlorengeht.
Ziel
The technology advances of the last decades are forcing us to re-think laws and concepts of thermodynamics. An intense theoretical effort is underway to understand the role of quantum mechanical ingredients in thermodynamic processes. This effort might ultimately lead to more powerful engines, less energy waste, faster-charging batteries. However, despite pioneering experimental work, progress is hindered by the lack of a comprehensive experimental testbed for quantum thermal machines.
In this project I aim to provide the most ambitious and systematic experimental search for quantum advantages in thermodynamics thus far, based on a circuit quantum electrodynamics architecture.
I will first complement the toolkit of circuit quantum electrodynamics with a novel arrangement, which I term the engineered physical bath. This bath has a broadband, Ohmic spectral density. It can be populated with any spectral distribution and coupled to quantum thermal machines with arbitrary strengths. Finally, heat flows between the bath and the machine can be detected deep in the quantum regime and in a spectrally resolved way. Based on this augmented architecture, I will implement three types of novel quantum refrigerators. I devised each refrigerator to pinpoint the utilization of a specific quantum resource: quantum coherence, measurement backaction, and collective effects. I will measure the cooling power of the refrigerators while in situ exploring an unprecedently large space of parameters and connect my results to the most recent theoretical frameworks.
From this investigation, I expect two kinds of scientific breakthroughs: (i) observation of features that are unambiguously nonclassical in thermodynamic observables, and (ii) determination of advantages enjoyed by quantum thermal machines when fairly compared to their classical counterparts. Broadly, this project will deepen our understanding of quantum thermodynamics while establishing a new standard for experiments in the field.
Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)
CORDIS klassifiziert Projekte mit EuroSciVoc, einer mehrsprachigen Taxonomie der Wissenschaftsbereiche, durch einen halbautomatischen Prozess, der auf Verfahren der Verarbeitung natürlicher Sprache beruht. Siehe: Das European Science Vocabulary.
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Schlüsselbegriffe
Schlüsselbegriffe des Projekts, wie vom Projektkoordinator angegeben. Nicht zu verwechseln mit der EuroSciVoc-Taxonomie (Wissenschaftliches Gebiet).
Schlüsselbegriffe des Projekts, wie vom Projektkoordinator angegeben. Nicht zu verwechseln mit der EuroSciVoc-Taxonomie (Wissenschaftliches Gebiet).
Programm/Programme
Mehrjährige Finanzierungsprogramme, in denen die Prioritäten der EU für Forschung und Innovation festgelegt sind.
Mehrjährige Finanzierungsprogramme, in denen die Prioritäten der EU für Forschung und Innovation festgelegt sind.
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HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC)
HAUPTPROGRAMM
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Thema/Themen
Aufforderungen zur Einreichung von Vorschlägen sind nach Themen gegliedert. Ein Thema definiert einen bestimmten Bereich oder ein Gebiet, zu dem Vorschläge eingereicht werden können. Die Beschreibung eines Themas umfasst seinen spezifischen Umfang und die erwarteten Auswirkungen des finanzierten Projekts.
Aufforderungen zur Einreichung von Vorschlägen sind nach Themen gegliedert. Ein Thema definiert einen bestimmten Bereich oder ein Gebiet, zu dem Vorschläge eingereicht werden können. Die Beschreibung eines Themas umfasst seinen spezifischen Umfang und die erwarteten Auswirkungen des finanzierten Projekts.
Finanzierungsplan
Finanzierungsregelung (oder „Art der Maßnahme“) innerhalb eines Programms mit gemeinsamen Merkmalen. Sieht folgendes vor: den Umfang der finanzierten Maßnahmen, den Erstattungssatz, spezifische Bewertungskriterien für die Finanzierung und die Verwendung vereinfachter Kostenformen wie Pauschalbeträge.
Finanzierungsregelung (oder „Art der Maßnahme“) innerhalb eines Programms mit gemeinsamen Merkmalen. Sieht folgendes vor: den Umfang der finanzierten Maßnahmen, den Erstattungssatz, spezifische Bewertungskriterien für die Finanzierung und die Verwendung vereinfachter Kostenformen wie Pauschalbeträge.
HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants
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Aufforderung zur Vorschlagseinreichung
Verfahren zur Aufforderung zur Einreichung von Projektvorschlägen mit dem Ziel, eine EU-Finanzierung zu erhalten.
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(öffnet in neuem Fenster) ERC-2021-STG
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Finanzieller Nettobeitrag der EU. Der Geldbetrag, den der Beteiligte erhält, abzüglich des EU-Beitrags an mit ihm verbundene Dritte. Berücksichtigt die Aufteilung des EU-Finanzbeitrags zwischen den direkten Begünstigten des Projekts und anderen Arten von Beteiligten, wie z. B. Dritten.
412 96 GOTEBORG
Schweden
Die Gesamtkosten, die dieser Organisation durch die Beteiligung am Projekt entstanden sind, einschließlich der direkten und indirekten Kosten. Dieser Betrag ist Teil des Gesamtbudgets des Projekts.