Motor využívající palivo – informace. Vyvolání démona z doby před 150 lety
Mohou se informace stát zdrojem energie? Vědci z univerzity Simona Frasera v Kanadě vyvinuli ultrarychlý motor, o kterém tvrdí, že „funguje na základě informací“. Podle jejich názoru jde o průlom v hledání nových druhů paliv.
Výsledky výzkumu na toto téma byly publikovány v časopise Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS). V tomto článku se naučíme jak vědci přeměnili pohyb molekul na uloženou energiipak slouží k ovládání zařízení.
Myšlenku takového systému, který se na první pohled zdá porušovat fyzikální zákony, poprvé navrhl skotský vědec v roce 1867. Mentální experiment známý jako „Maxwellův démon“ je hypotetický stroj, o kterém si někteří myslí, že by mohl umožnit něco jako stroj perpetuum mobile, nebo jinými slovy ukázat, co lze rozbít. druhý zákon termodynamiky mluvit o nárůstu entropie v přírodě.
který bude ovládat otevírání a zavírání malých dvířek mezi dvěma plynovými komorami. Cílem démona bude poslat rychle se pohybující molekuly plynu do jedné komory a pomalu se pohybující do druhé. Jedna komora tedy bude teplejší (obsahující rychlejší částice) a druhá chladnější. Démon vytvoří systém s větším řádem a nahromaděnou energií než ten, se kterým začal, aniž by vynaložil jakoukoli energii, tj. pravděpodobně zažije pokles entropie.
1. Schéma informačního stroje
Ovšem dílo maďarského fyzika Leo Szilard od roku 1929 do démon Maxwell ukázal, že myšlenkový experiment neporušil druhý termodynamický zákon. Démon, tvrdil Szilard, musí přivolat určité množství energie, aby zjistil, zda jsou molekuly horké nebo studené.
Nyní vědci z kanadské univerzity vybudovali systém, který pracuje na myšlence Maxwellova myšlenkového experimentu a přeměňuje informace v „práci“. Jejich design zahrnuje model částice, která je ponořena ve vodě a připevněna k pružině, která je zase připojena k jevišti, které lze posunout nahoru.
Vědci přebírají roli démon Maxwell, sledujte, jak se částice pohybuje nahoru nebo dolů v důsledku tepelného pohybu, a poté posuňte scénu nahoru, pokud se částice náhodně odrazí nahoru. Pokud se odrazí dolů, čekají. Jak v publikaci vysvětluje jeden z výzkumníků Tushar Saha, „toto končí zvednutím celého systému (tj. zvýšením gravitační energie – pozn. red.) pouze za použití informace o poloze částice“ (1).
2. Informační stroj v laboratoři
Je zřejmé, že elementární částice je příliš malá na to, aby se přilepila k pružině, takže skutečný systém (2) používá nástroj známý jako optická past – s laserem, který působí na částici silou, která simuluje sílu působící na pružinu.
Opakováním procesu bez přímého tažení částice se částice zvedla do „větší výšky“ a akumulovala velké množství gravitační energie. Alespoň to tvrdí autoři experimentu. Množství energie generované tímto systémem je „srovnatelné s molekulárním aparátem v živých buňkách“ a „srovnatelné s rychle se pohybujícími bakteriemi,“ vysvětluje další člen týmu. Yannick Erich.
