Только что представленный стартап Casimir сообщил об удивительной разработке — неиссякаемых источниках питания, черпающих энергию из квантовых колебаний вакуума. Разработчик технологии долго работал в NASA и выполнял исследования по колебаниям вакуума для агентства DARPA, откуда он вынес идею и принцип бесконечного источника питания. Стартап получил щедрое финансирование и готов представить первые вакуумно-квантовые источники питания в 2028 году.

Обзор Apple MacBook Neo: удивительно хороший ноутбук с процессором от iPhone

Больше кадров — больше лага: тестирование латентности с генерацией кадров DLSS и FSR

Компьютер месяца — май 2026 года

Можно ли экономить на DDR5 для Ryzen? Сравниваем дешёвую память с дорогой

От Ryzen 7 1800X до Ryzen 7 9850X3D: девять лет эволюции AMD в одном тесте

Источник изображения: Casimir

Сначала несколько слов об основателе новой компании. Это некто Гарольд «Сонни» Уайт (Harold G. «Sonny» White). С начала 2010-х годов он работал над совместными проектами NASA и DARPA по изучению эффекта Казимира для микрорезонирующих полостей разного профиля. Эффект Казимира заключается в том, что две близко расположенные в вакууме пластины начинают притягиваться друг к другу под давлением квантовых колебаний вакуума — постоянных квантовых процессов в вакууме, представляющих собой электромагнитные колебания квантовых полей, а также рождение и уничтожение виртуальных частиц. Вакуум пуст только в обыденном понимании. Как доказали теоретики, это неисчислимая совокупность квантовых полей со всеми вытекающими из этого явлениями — как волновыми, так и корпускулярными.

Например, на основе своих изысканий для DARPA Уайт обнаружил пузырь Алькубьерре. Если вкратце, то это доказательство возможности создания WARP-двигателя для путешествий со скоростью выше скорости света. В 2021 году в журнале European Physical Journal он опубликовал соответствующую статью. Позже — в 2024 году — другие физики обосновали непротиворечивость создания WARP-двигателя для нашей Вселенной. Тогда же Уайт вынес идею, что энергию колебаний вакуума можно конвертировать в привычное нам электричество.

В оригинальном эксперименте по доказательству эффекта Казимира пластины схлопываются под воздействием колебаний вакуума — к этому приводят длины волн, которые больше зазора между пластинами. Они «бушуют» с внешних сторон пластин, тогда как между пластинами царят тишь и благодать. Энергию смещающихся пластин (работу) можно использовать для получения энергии, но только один раз, ведь потом пластины нужно вернуть в исходное состояние, на что будет расходоваться вся полученная из вакуума энергия. Компания Casimir заявляет, что решила эту проблему.

Стандартная квантовая электродинамика трактует эффект Казимира как перераспределение энергии поля, а не как источник свободно извлекаемой мощности. Для реального извлечения энергии потребовалось бы создание неравновесной квантовой системы, в которой нарушается симметрия вакуумных состояний без затрат на восстановление начального состояния. Такую возможность предлагает представленный стартапом проект MicroSparc, на реализацию которого компания получила начальные инвестиции в размере $12 млн.

В общем случае MicroSparc представляет собой структуру нанополостей, в которой возникает асимметрия плотности квантовых колебаний, создающая устойчивый поток энергии. Между полостями создаётся массив электрически связанных наностержней. Внешнее давление колебаний вакуума оказывает воздействие на стенки полостей, но, поскольку они жёстко закреплены на подложке, все усилия приводят к воздействию на атомы в стенках и к туннелированию электронов из стенок полостей в сторону наностержней. Создаётся устойчивый поток электронов от стенок к стержням и дальше по цепи. Поскольку вакуум постоянно «кипит» от полей, этот поток (и ток в цепи) будет бесконечным.

Прототипы неиссякаемых источников питания

Для получения полезной мощности чип источника питания должен содержать миллиарды синхронизированных квантовых резонаторов с высочайшей добротностью, а также сверхмалошумящую схему миграции электронов на частотах терагерцевого диапазона. Даже при оптимистичном сценарии плотность мощности подобного устройства, по оценкам теоретиков, была бы крайне мала — вероятно, микроватты на квадратный сантиметр. Впрочем, это уже было бы хорошо, ведь такой мощности достаточно для питания автономных датчиков или сверхэкономичных IoT-узлов.

Согласно планам компании, она намерена представить бесконечные источники питания на колебаниях вакуума в 2028 году. Целевым показателем станет создание чипа со сторонами 5 мм и выходным напряжением 1,5 В при токе 25 мкА. Создание массивов таких чипов позволит вырабатывать больше мощности, получив в итоге неисчерпаемые источники питания для подзарядки смартфонов и даже бытовых нужд — размером с буханку хлеба и мощностью до нескольких сотен ватт.

Научное сообщество пока относится к проекту предельно осторожно. Причина скепсиса проста: извлечение энергии из колебаний вакуума в форме непрерывной полезной работы потенциально конфликтует с законами термодинамики и требует фундаментального пересмотра трактовки вакуумного состояния в квантовой теории поля. Пока компания Casimir не представит воспроизводимые измерения мощности, спектральные данные, энергетический баланс и не пройдёт независимую рецензию в профильных журналах уровня Nature или Physical Review, MicroSparc следует рассматривать как чрезвычайно интересную, но неподтверждённую гипотезу, а не технологический прорыв.

Радиоизотопные термоэлектрические генераторы (РИТЭГ) стали бесценным решением для космических аппаратов, обеспечив им многолетнюю работу в глубинах Солнечной системы. США, Китай, СССР и Россия успешно использовали и используют РИТЭГи десятилетиями. В Южной Корее технологию впервые реализовали в 2022 году, и намерены широко внедрить её в практику в последующие годы, чему обязалась всесторонне помочь компания LG Innotek.

Компьютер месяца — май 2026 года

От Ryzen 7 1800X до Ryzen 7 9850X3D: девять лет эволюции AMD в одном тесте

Обзор Apple MacBook Neo: удивительно хороший ноутбук с процессором от iPhone

Можно ли экономить на DDR5 для Ryzen? Сравниваем дешёвую память с дорогой

Больше кадров — больше лага: тестирование латентности с генерацией кадров DLSS и FSR

Источник изображения: KAERI

«Исследования по разработке атомных батарей в качестве стабильного источника энергии для освоения космоса принесли свои плоды, — сказал представитель Корейского научно-исследовательского института атомной энергии (KAERI). — Однако остаётся ограничение, заключающееся в зависимости от импорта основных компонентов батарей. Недавно государственный и частный секторы объединили усилия, чтобы преодолеть это ограничение».

Институт KAERI и компания LG Innotek подписали меморандум о сотрудничестве в сфере разработки технологий, материалов и производственных процессов, для создания независимого от импорта производства радиоизотопных термоэлектрических генераторов (батарей) в Южной Корее. Генераторы РИТЭГ вырабатывают энергию в процессе распада изотопов, превращая тепловую энергию в электрический ток.

Институт KAERI сосредоточится на разработке технологии производства мощных термоэлектрических устройств, в то время как LG Innotek, которая специализируется на производстве и продаже термоэлектрических материалов, сфокусируется на разработке высокоэффективных термоэлектрических материалов для преобразования энергии в составе РИТЭГ, для чего также создаст внутреннюю цепочку поставок.

В соответствии с договорённостью, партнёры будут сотрудничать в разработке дизайна, технологических процессов и технологий оценки термоэлектрических элементов для атомных батарей. Они также будут сотрудничать в области проектирования, синтеза и обработки термоэлектрических материалов для термоэлектрических элементов, обеспечивая переход к отечественному производству термоэлектрических элементов.

«Для обеспечения независимых технологий освоения космоса в будущем зависимость от импорта ключевых компонентов является проблемой, которая должна быть решена, — заявили в KAERI. — В новую космическую эру мы будем активно сотрудничать с частными компаниями, чтобы на ранних этапах обеспечить безопасность основных технологий ядерных батарей. Мы внесём свой вклад, чтобы наша страна могла возглавить международное сотрудничество в области освоения космоса».

Исследователи из Университета Тохоку представили экологически безопасную одноразовую воздушно-магниевую батарейку. Для её активации нужна только обычная вода. В основе батареи лежит магний, который взаимодействует с водой и воздухом (кислородом). Такую батарею легко утилизировать, а использоваться она может для диагностических и носимых устройств.

Компьютер месяца — май 2026 года

Можно ли экономить на DDR5 для Ryzen? Сравниваем дешёвую память с дорогой

Обзор Apple MacBook Neo: удивительно хороший ноутбук с процессором от iPhone

Больше кадров — больше лага: тестирование латентности с генерацией кадров DLSS и FSR

От Ryzen 7 1800X до Ryzen 7 9850X3D: девять лет эволюции AMD в одном тесте

Источник изображения: Tohoku University

В публикации учёные рассказали о разработке и тестировании высокоэффективной бумажной батареи, активируемой водой. Она использует нейтральный электролит и безопасный высокоэффективный электрокатализатор AZUL на основе пигмента. Бумажная батарея была изготовлена путём приклеивания фольги из магния (Mg) к бумаге и формирования катодного катализатора, а также газодиффузионного слоя (GDL) непосредственно на противоположной поверхности батареи.

Изготовленная таким образом бумажная батарея обеспечила напряжение постоянного тока 1,8 В. Плотность тока достигла 100 мА/см², а максимальная выходная мощность составила 103 мВт/см². Отдельно была проверена и подтверждена безопасность материалов, используемых в бумажной батарее. Кроме того, учёные на примерах показали применение экспериментальной батареи в носимых сенсорных устройствах, таких как пульсоксиметр (датчик SpO₂) и GPS-регистратор.

Источник изображения: The Royal Society of Chemistry 2024

Самым сложным в разработке было создать капиллярный механизм насыщения батареи водой в процессе активации, чтобы магний начинал взаимодействовать с водой и отдавать электроны и ионы. Учёные с этой задачей справились и считают, что для целого ряда сфер применения воздушно-магниевые батареи подойдут лучше литиевых.