En motor som bruker drivstoff - informasjon. Å tilkalle en demon for 150 år siden

Kan informasjon bli en energikilde? Forskere ved Simon Fraser University i Canada har utviklet en ultrarask motor som de hevder «virker på informasjon». Etter deres mening er dette et gjennombrudd i jakten på nye typer drivstoff.

Forskningsresultater om dette emnet er publisert i Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS). I denne artikkelen vil vi lære hvordan forskere har konvertert bevegelsen av molekyler til lagret energideretter brukt til å kontrollere enheten.

Ideen om et slikt system, som ved første øyekast ser ut til å bryte med fysikkens lover, ble først foreslått av en skotsk vitenskapsmann i 1867. Det mentale eksperimentet kjent som «Maxwells demon» er en hypotetisk maskin som noen tror kan muliggjøre noe som en evighetsmaskin, eller med andre ord vise hva som kan brytes. termodynamikkens andre lov snakke om økningen i entropi i naturen.

som vil kontrollere åpning og lukking av en liten dør mellom de to gasskamrene. Målet til demonen vil være å sende raskt bevegelige gassmolekyler inn i ett kammer og saktegående inn i et annet. Dermed vil det ene kammeret være varmere (inneholde raskere partikler) og det andre kaldere. Demonen vil skape et system med mer orden og akkumulert energi enn det den startet med uten å bruke noe energi, dvs. den vil antagelig oppleve en reduksjon i entropi.

1. Opplegg for informasjonsmotoren

Imidlertid arbeidet til den ungarske fysikeren Leo Sillard fra 1929 til demonen Maxwell viste at tankeeksperimentet ikke brøt med termodynamikkens andre lov. Demonen, hevdet Szilard, må tilkalle en viss mengde energi for å finne ut om molekylene er varme eller kalde.

Nå har forskere fra et kanadisk universitet bygget et system som fungerer etter ideen om Maxwells tankeeksperiment, og gjør informasjon til "arbeid". Designet deres inkluderer en modell av en partikkel som er nedsenket i vann og festet til en kilde, som igjen er koblet til scenen, som kan flyttes opp.

Forskere tar på seg en rolle demonen Maxwell, se partikkelen bevege seg opp eller ned på grunn av termisk bevegelse, og flytt deretter scenen opp hvis partikkelen spretter opp tilfeldig. Hvis det spretter ned, venter de. Som en av forskerne, Tushar Saha, forklarer i publikasjonen, «ender dette opp med å løfte hele systemet (dvs. en økning i gravitasjonsenergien - red. anm.) ved kun å bruke informasjon om partikkelens posisjon» (1).

2. Informasjonsmaskin i laboratoriet

Det er klart at elementærpartikkelen er for liten til å feste seg til fjæren, så det virkelige systemet (2) bruker et verktøy kjent som en optisk felle - med en laser for å påføre en kraft på partikkelen som simulerer kraften som virker på fjæren.

Ved å gjenta prosessen uten å trekke partikkelen direkte, steg partikkelen til en "større høyde", og akkumulerte en stor mengde gravitasjonsenergi. Det sier i hvert fall forfatterne av eksperimentet. Mengden energi som genereres av dette systemet er "sammenlignbar med det molekylære maskineriet i levende celler" og "sammenlignbar med raskt bevegelige bakterier," forklarer et annet teammedlem. Yannick Erich.