一项由中国科学家主导的最新研究成果，正在挑战热机领域的传统认知。长久以来，人们普遍认为热机在追求最大功率输出的同时，必然要以牺牲效率为代价，这一观念几乎成为了热机领域的“金科玉律”。然而，这项新研究却颠覆了这一传统认知。
研究团队在知名科学杂志《物理评论快报》上发表的论文中，提出了一种全新的热机模型。这种模型能够在保持卡诺效率——即热机所能达到的最高理论效率——的同时，实现最大功率输出。这一发现无疑是对热力学基本原理的一次重大突破。
为了实现这一目标，科学家们设计了一个简化的高能级发动机模型。在这个模型中，许多微观状态共同协作，利用集体效应来克服传统的效率与功率之间的权衡。据研究人员介绍，当系统中的多个小部件协同工作时，它们能够更有效地转换能量，从而为未来的热机技术提供了新的可能性。
这项研究的核心在于揭示了工作物质内部不同物理量的潜力，特别是简并现象。简并被视为一种有希望的热力学资源，能够突破传统热机在非平衡热力学条件下所面临的功率效率权衡。研究人员表示：“我们的发现为利用多体相互作用系统的能量集体优势提供了新的见解。”
制造一个效率接近卡诺热机的传统热机一直面临着一个主要障碍：它需要无限长的时间才能以最小的功率输出做功。然而，这项新研究通过引入生化热机的概念，成功解决了这一问题。生化热机的引入，使得热机能够在保持高效率的同时，实现最大功率输出。
研究的合著者B.Shiling Liang博士在介绍他们的研究成果时提到：“基于我之前工作中的聚合物折叠模型，我开发了一种最小热机。令人惊讶的是，这种热机显示出在最大功率下超过热机效率某些公认极限的潜力。这一意外发现促使我与Yu Han展开了合作，共同推进了这个项目。”
研究小组进一步证明，在某些特定条件下，他们的模型能够打破传统的效率与功率之间的权衡。这意味着，如果采用正确的内部结构设计热机，其运行效率将远高于经典热力学的预测。这一发现为更高效、更强大的发电厂、发动机以及微观生物机器的研发提供了理论基础。
随着这些理论在现实世界技术中的应用，未来我们有望看到能源浪费大大减少的高效热机产品。这一研究成果不仅推动了热机领域的科技进步，更为全球能源利用效率的提升带来了新的曙光。
