Motor, ktorý využíva palivo – informácie. Vyvolanie démona spred 150 rokov

Môžu sa informácie stať zdrojom energie? Vedci z Univerzity Simona Frasera v Kanade vyvinuli ultrarýchly motor, o ktorom tvrdia, že „funguje na základe informácií“. Podľa ich názoru ide o prelom v hľadaní nových druhov palív.

Výsledky výskumu na túto tému boli publikované v Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS). V tomto článku sa dozvieme ako vedci premenili pohyb molekúl na uloženú energiupotom sa používa na ovládanie zariadenia.

Myšlienku takéhoto systému, ktorý na prvý pohľad porušuje fyzikálne zákony, prvýkrát navrhol škótsky vedec v roku 1867. Mentálny experiment známy ako „Maxwellov démon“ je hypotetický stroj, o ktorom si niektorí myslia, že by mohol umožniť niečo ako stroj perpetum mobile, alebo inými slovami, ukázať, čo sa dá rozbiť. druhý zákon termodynamiky hovoriť o náraste entropie v prírode.

ktorý bude ovládať otváranie a zatváranie maličkých dvierok medzi dvoma plynovými komorami. Cieľom démona bude poslať rýchlo sa pohybujúce molekuly plynu do jednej komory a pomaly sa pohybujúce do druhej. Jedna komora teda bude teplejšia (obsahujúca rýchlejšie častice) a druhá chladnejšia. Démon vytvorí systém s väčším poriadkom a nahromadenou energiou než ten, s ktorým začal, bez toho, aby vynaložil akúkoľvek energiu, t.j. pravdepodobne zažije pokles entropie.

1. Schéma informačného enginu

Avšak práca maďarského fyzika Leo Sillard od roku 1929 do démon Maxwell ukázal, že myšlienkový experiment neporušil druhý termodynamický zákon. Démon, tvrdil Szilard, musí privolať určité množstvo energie, aby zistil, či sú molekuly horúce alebo studené.

Vedci z kanadskej univerzity teraz vytvorili systém, ktorý funguje na myšlienke Maxwellovho myšlienkového experimentu a premieňa informácie na „prácu“. Ich dizajn zahŕňa model častice, ktorá je ponorená vo vode a pripevnená k pružine, ktorá je zase spojená so stolíkom, ktorý sa dá posúvať nahor.

Vedci preberajú úlohu démon Maxwell, sledujte, ako sa častica pohybuje nahor alebo nadol v dôsledku tepelného pohybu, a potom posuňte scénu nahor, ak sa častica náhodne odrazí nahor. Ak sa odrazí dole, čakajú. Ako v publikácii vysvetľuje jeden z výskumníkov Tushar Saha, „toto končí zdvihnutím celého systému (t. j. nárastom gravitačnej energie – pozn. red.) len s použitím informácie o polohe častice“ (1).

2. Informačný stroj v laboratóriu

Je zrejmé, že elementárna častica je príliš malá na to, aby sa prilepila na pružinu, takže skutočný systém (2) používa nástroj známy ako optická pasca – s laserom na aplikáciu sily na časticu, ktorá simuluje silu pôsobiacu na pružinu.

Opakovaním procesu bez priameho ťahania častice sa častica zdvihla do „väčšej výšky“ a nahromadila veľké množstvo gravitačnej energie. Aspoň to tvrdia autori experimentu. Množstvo energie generovanej týmto systémom je „porovnateľné s molekulárnym mechanizmom v živých bunkách“ a „porovnateľné s rýchlo sa pohybujúcimi baktériami,“ vysvetľuje ďalší člen tímu. Yannick Erich.