En motor, der bruger brændstof - information. Tilkalde en dæmon for 150 år siden

Kan information blive en energikilde? Forskere ved Simon Fraser University i Canada har udviklet en ultrahurtig motor, som de hævder "agerer på baggrund af information." Efter deres mening er dette et gennembrud i søgen efter nye typer brændstof.

Resultaterne af forskning om dette emne blev offentliggjort i Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS). Og i artiklen finder vi ud af hvordan Forskere har konverteret molekylers bevægelse til lagret energiderefter bruges til at styre enheden.

Ideen om et sådant system, som ved første øjekast ser ud til at overtræde fysikkens love, blev først foreslået af en skotsk videnskabsmand i 1867. Det mentale eksperiment kendt som "Maxwells dæmon" er en hypotetisk maskine, som nogle mener kunne tillade noget som en evighedsmaskine, eller med andre ord vise, hvad der kan brydes termodynamikkens anden lov tale om en stigning i entropi i naturen.

som vil kontrollere åbning og lukning af en lille dør mellem de to gaskamre. Dæmonens mål vil være at sende hurtigt bevægende gasmolekyler ind i et kammer og langsomt bevægende ind i et andet. Således vil det ene kammer være varmere (indeholdende hurtigere partikler), og det andet vil være køligere. Dæmonen vil skabe et system med mere orden og akkumuleret energi end det, den startede med, uden at bruge nogen energi, det vil sige, at den formentlig vil opleve et fald i entropi.

1. Informationsmotordiagram

Men den ungarske fysikers arbejde Leo Silard siden 1929 Maxwells dæmon viste, at tankeeksperimentet ikke overtræder termodynamikkens anden lov. Dæmonen, hævdede Szilard, skal tilkalde en vis mængde energi for at finde ud af, om molekylerne er varme eller kolde.

Nu har forskere fra et canadisk universitet bygget et system, der arbejder på ideen om Maxwells tankeeksperiment, der gør information til "arbejde". Deres design involverer en partikelmodel, der er nedsænket i vand og fastgjort til en kilde, som igen er forbundet med en scene, der kan flyttes opad.

Forskere påtager sig rollen Maxwells dæmon, se partiklen bevæge sig op eller ned på grund af termisk bevægelse, og flyt derefter scenen op, hvis partiklen hopper op tilfældigt. Hvis det hopper ned, venter de. Som en af ​​forskerne, Tushar Saha, forklarer i publikationen, "ender dette med at løfte hele systemet (dvs. at øge gravitationsenergien - red. note) ved kun at bruge information om partiklens position" (1).

2. Informationsmaskine i laboratoriet

Det er klart, at en partikel er for lille til at klæbe til en fjeder, så det faktiske system (2) bruger et værktøj kendt som en optisk fælde - med en laser til at påføre en kraft på partiklen, der simulerer kraften på fjederen.

Ved at gentage processen uden direkte at trække partiklen, steg partiklen til en "stor højde" og akkumulerede en stor mængde gravitationsenergi. Det siger i hvert fald forfatterne til forsøget. Mængden af ​​energi produceret af dette system er "sammenlignelig med det molekylære maskineri i levende celler" og "sammenlignelig med hurtigt bevægende bakterier," forklarer et andet teammedlem. Yannick Erich.