Një motor që përdor karburant - informacion. Thirrja e një Demoni nga 150 vjet më parë

A mund të bëhet informacioni një burim energjie? Studiuesit në Universitetin Simon Fraser në Kanada kanë zhvilluar një motor ultra të shpejtë që ata pretendojnë se "vepron në informacion". Sipas mendimit të tyre, ky është një përparim në kërkimin e llojeve të reja të karburantit.

Rezultatet e kërkimit mbi këtë temë janë publikuar në Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS). Në këtë artikull, ne do të mësojmë se si shkencëtarët kanë shndërruar lëvizjen e molekulave në energji të ruajturmë pas përdoret për të kontrolluar pajisjen.

Ideja e një sistemi të tillë, i cili në shikim të parë duket se shkel ligjet e fizikës, u propozua për herë të parë nga një shkencëtar skocez në 1867. Eksperimenti mendor i njohur si "demoni i Maxwell" është një makinë hipotetike që disa mendojnë se mund të mundësojë diçka si një makinë lëvizjeje të përhershme, ose me fjalë të tjera, të tregojë se çfarë mund të prishet. ligji i dytë i termodinamikës flasin për rritjen e entropisë në natyrë.

e cila do të kontrollojë hapjen dhe mbylljen e një dere të vogël midis dy dhomave të gazit. Qëllimi i demonit do të jetë të dërgojë molekulat e gazit që lëvizin shpejt në një dhomë dhe ato që lëvizin ngadalë në një tjetër. Kështu, një dhomë do të jetë më e ngrohtë (që përmban grimca më të shpejta) dhe tjetra më e ftohtë. Demoni do të krijojë një sistem me më shumë rregull dhe energji të akumuluar se ai me të cilin filloi pa shpenzuar asnjë energji, d.m.th. me sa duket do të pësojë një ulje të entropisë.

1. Skema e motorit të informacionit

Megjithatë, puna e fizikanit hungarez Leo Sillard nga viti 1929 deri demoni Maxwell tregoi se eksperimenti i mendimit nuk ka shkelur ligjin e dytë të termodinamikës. Demoni, argumentoi Szilard, duhet të mbledhë një sasi të caktuar energjie në mënyrë që të kuptojë nëse molekulat janë të nxehta apo të ftohta.

Tani shkencëtarët nga një universitet kanadez kanë ndërtuar një sistem që funksionon mbi idenë e eksperimentit të mendimit të Maxwell, duke e kthyer informacionin në "punë". Dizajni i tyre përfshin një model të një grimce që zhytet në ujë dhe ngjitet në një burim, i cili nga ana tjetër lidhet me skenën, e cila mund të zhvendoset lart.

Shkencëtarët marrin një rol demoni Maxwell, shikoni grimcën të lëvizë lart ose poshtë për shkak të lëvizjes termike dhe më pas lëvizni skenën lart nëse grimca kthehet rastësisht lart. Nëse kërcen poshtë, ata janë duke pritur. Siç shpjegon një nga studiuesit, Tushar Saha, në botim, "kjo përfundon duke ngritur të gjithë sistemin (d.m.th., një rritje në energjinë gravitacionale - shënimi red.) duke përdorur vetëm informacionin për pozicionin e grimcës" (1).

2. Makinë informacioni në laborator

Natyrisht, grimca elementare është shumë e vogël për t'u ngjitur në sustë, kështu që sistemi real (2) përdor një mjet të njohur si një kurth optik - me një lazer për të aplikuar një forcë ndaj grimcës që simulon forcën që vepron në sustë.

Duke e përsëritur procesin pa e tërhequr drejtpërdrejt grimcën, grimca u ngrit në një "lartësi më të madhe", duke grumbulluar një sasi të madhe energjie gravitacionale. Të paktën kështu thonë autorët e eksperimentit. Sasia e energjisë e gjeneruar nga ky sistem është "e krahasueshme me makinerinë molekulare në qelizat e gjalla" dhe "e krahasueshme me bakteret që lëvizin shpejt", shpjegon një tjetër anëtar i ekipit. Yannick Erich.