Двигател, който използва гориво - информация. Призоваване на демон отпреди 150 години
Може ли информацията да стане източник на енергия? Изследователи от университета Саймън Фрейзър в Канада са разработили свръхбърз двигател, за който твърдят, че "действа върху информацията". Според тях това е пробив в търсенето на нови видове гориво.
Резултатите от изследванията по тази тема са публикувани в Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS). В тази статия ще научим как учените са превърнали движението на молекулите в съхранявана енергияслед това се използва за управление на устройството.
Идеята за такава система, която на пръв поглед изглежда нарушава законите на физиката, е предложена за първи път от шотландски учен през 1867 г. Мисловният експеримент, известен като "демонът на Максуел", е хипотетична машина, за която някои смятат, че може да даде възможност за нещо като вечен двигател, или с други думи, да покаже какво може да бъде счупено. втори закон на термодинамиката говорим за увеличаването на ентропията в природата.
който ще контролира отварянето и затварянето на малка врата между двете газови камери. Целта на демона ще бъде да изпрати бързо движещи се газови молекули в една камера и бавно движещи се в друга. Така едната камера ще бъде по-топла (съдържаща по-бързи частици), а другата по-студена. Демонът ще създаде система с повече ред и натрупана енергия от тази, с която е започнал, без да изразходва никаква енергия, т.е. вероятно ще изпита намаляване на ентропията.
1. Схема на информационния двигател
Въпреки това, работата на унгарския физик Лео Силард от 1929 до демон Максуел показа, че мисловният експеримент не нарушава втория закон на термодинамиката. Демонът, твърди Силард, трябва да призове определено количество енергия, за да разбере дали молекулите са горещи или студени.
Сега учени от канадски университет са изградили система, която работи по идеята на мисловния експеримент на Максуел, превръщайки информацията в „работа“. Техният дизайн включва модел на частица, която е потопена във вода и прикрепена към пружина, която от своя страна е свързана със сцената, която може да бъде преместена нагоре.
Учените поемат роля демон Максуел, гледайте как частицата се движи нагоре или надолу поради термично движение и след това преместете сцената нагоре, ако частицата отскача нагоре произволно. Ако отскочи надолу, те чакат. Както един от изследователите, Тушар Саха, обяснява в публикацията, „това завършва повдигане на цялата система (т.е. увеличаване на гравитационната енергия – бел. ред.), като се използва само информация за позицията на частицата“ (1).
2. Информационна машина в лабораторията
Очевидно елементарната частица е твърде малка, за да се придържа към пружината, така че реалната система (2) използва инструмент, известен като оптичен капан – с лазер за прилагане на сила към частицата, която симулира силата, действаща върху пружината.
Чрез повтаряне на процеса без директно плъзгане на частицата, частицата се издига до "по-голяма височина", натрупвайки голямо количество гравитационна енергия. Поне така твърдят авторите на експеримента. Количеството енергия, генерирано от тази система, е "сравнимо с молекулярната машина в живите клетки" и "сравнимо с бързо движещите се бактерии", обяснява друг член на екипа. Яник Ерих.
