Un motor care folosește combustibil - informații. Invocarea unui demon de acum 150 de ani

Poate informația să devină o sursă de energie? Cercetătorii de la Universitatea Simon Fraser din Canada au dezvoltat un motor ultra-rapid despre care susțin că „acționează pe baza informațiilor”. În opinia lor, aceasta este o descoperire în căutarea de noi tipuri de combustibil.

Rezultatele cercetării pe acest subiect au fost publicate în Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS). În acest articol, vom afla cum oamenii de știință au transformat mișcarea moleculelor în energie stocatăapoi folosit pentru a controla dispozitivul.

Ideea unui astfel de sistem, care la prima vedere pare să încalce legile fizicii, a fost propusă pentru prima dată de un om de știință scoțian în 1867. Experimentul mental cunoscut sub numele de „demonul lui Maxwell” este o mașină ipotetică despre care unii cred că ar putea activa ceva ca o mașină cu mișcare perpetuă sau, cu alte cuvinte, să arate ce poate fi spart. a doua lege a termodinamicii vorbim despre creșterea entropiei în natură.

care va controla deschiderea și închiderea unei uși minuscule între cele două camere de gazare. Scopul demonului va fi să trimită molecule de gaz cu mișcare rapidă într-o cameră și pe cele cu mișcare lentă în alta. Astfel, o cameră va fi mai caldă (conținând particule mai rapide) și cealaltă mai rece. Demonul va crea un sistem cu mai multă ordine și energie acumulată decât cel cu care a început, fără a cheltui energie, adică va experimenta probabil o scădere a entropiei.

1. Schema motorului de informare

Cu toate acestea, opera fizicianului maghiar Leo Sillard din 1929 până demonul Maxwell a arătat că experimentul de gândire nu a încălcat a doua lege a termodinamicii. Demonul, a argumentat Szilard, trebuie să cheme o anumită cantitate de energie pentru a-și da seama dacă moleculele sunt calde sau reci.

Acum, oamenii de știință de la o universitate canadiană au construit un sistem care funcționează pe ideea experimentului de gândire al lui Maxwell, transformând informațiile în „muncă”. Designul lor include un model al unei particule care este scufundată în apă și atașată la un izvor, care, la rândul său, este conectat la scenă, care poate fi mutată în sus.

Oamenii de știință își asumă un rol demonul Maxwell, urmăriți cum se mișcă particula în sus sau în jos din cauza mișcării termice, apoi mutați scena în sus dacă particula sare în sus aleatoriu. Dacă sare în jos, ei așteaptă. După cum explică unul dintre cercetători, Tushar Saha, în publicație, „acest lucru ajunge să ridice întregul sistem (adică o creștere a energiei gravitaționale - n.red.) folosind doar informații despre poziția particulei” (1).

2. Mașină de informare în laborator

Evident, particula elementară este prea mică pentru a se lipi de arc, așa că sistemul real (2) folosește un instrument cunoscut sub numele de capcană optică - cu un laser pentru a aplica particulei o forță care simulează forța care acționează asupra arcului.

Prin repetarea procesului fără tragerea directă a particulei, particula s-a ridicat la o „înălțime mai mare”, acumulând o cantitate mare de energie gravitațională. Cel puțin, așa spun autorii experimentului. Cantitatea de energie generată de acest sistem este „comparabilă cu mașinile moleculare din celulele vii” și „comparabilă cu bacteriile care se mișcă rapid”, explică un alt membru al echipei. Yannick Erich.