Ένας κινητήρας που χρησιμοποιεί καύσιμο - πληροφορίες. Κάλεσμα ενός Δαίμονα από 150 χρόνια πριν

Μπορεί η πληροφορία να γίνει πηγή ενέργειας; Ερευνητές στο Πανεπιστήμιο Simon Fraser στον Καναδά ανέπτυξαν έναν εξαιρετικά γρήγορο κινητήρα που ισχυρίζονται ότι «δρα βάσει πληροφοριών». Κατά τη γνώμη τους, πρόκειται για μια σημαντική ανακάλυψη στην αναζήτηση νέων τύπων καυσίμων.

Τα αποτελέσματα της έρευνας σχετικά με αυτό το θέμα έχουν δημοσιευθεί στο Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS). Σε αυτό το άρθρο, θα μάθουμε πώς οι επιστήμονες έχουν μετατρέψει την κίνηση των μορίων σε αποθηκευμένη ενέργειαστη συνέχεια χρησιμοποιείται για τον έλεγχο της συσκευής.

Η ιδέα ενός τέτοιου συστήματος, το οποίο με την πρώτη ματιά φαίνεται να παραβιάζει τους νόμους της φυσικής, προτάθηκε για πρώτη φορά από έναν Σκωτσέζο επιστήμονα το 1867. Το νοητικό πείραμα γνωστό ως «δαίμονας του Μάξγουελ» είναι μια υποθετική μηχανή που ορισμένοι πιστεύουν ότι θα μπορούσε να ενεργοποιήσει κάτι σαν μια μηχανή αέναης κίνησης, ή με άλλα λόγια, να δείξει τι μπορεί να σπάσει. δεύτερος νόμος της θερμοδυναμικής μιλούν για την αύξηση της εντροπίας στη φύση.

που θα ελέγχει το άνοιγμα και το κλείσιμο μιας μικροσκοπικής πόρτας ανάμεσα στους δύο θαλάμους αερίων. Ο στόχος του δαίμονα θα είναι να στείλει γρήγορα κινούμενα μόρια αερίου σε έναν θάλαμο και αργά κινούμενα μόρια σε έναν άλλο. Έτσι, ο ένας θάλαμος θα είναι θερμότερος (περιέχει ταχύτερα σωματίδια) και ο άλλος πιο ψυχρός. Ο δαίμονας θα δημιουργήσει ένα σύστημα με περισσότερη τάξη και συσσωρευμένη ενέργεια από αυτό με το οποίο ξεκίνησε χωρίς να ξοδέψει καθόλου ενέργεια, δηλαδή πιθανώς θα παρουσιάσει μείωση της εντροπίας.

1. Σχέδιο της μηχανής πληροφοριών

Ωστόσο, το έργο του Ούγγρου φυσικού Λέο Σιλάρντα από το 1929 δαίμονας Μάξγουελ έδειξε ότι το πείραμα σκέψης δεν παραβίαζε τον δεύτερο νόμο της θερμοδυναμικής. Ο δαίμονας, υποστήριξε ο Szilard, πρέπει να συγκεντρώσει μια συγκεκριμένη ποσότητα ενέργειας για να καταλάβει αν τα μόρια είναι ζεστά ή κρύα.

Τώρα επιστήμονες από ένα καναδικό πανεπιστήμιο έχουν κατασκευάσει ένα σύστημα που λειτουργεί με βάση την ιδέα του πειράματος σκέψης του Maxwell, μετατρέποντας τις πληροφορίες σε «έργο». Ο σχεδιασμός τους περιλαμβάνει ένα μοντέλο ενός σωματιδίου που είναι βυθισμένο στο νερό και προσαρτημένο σε ένα ελατήριο, το οποίο με τη σειρά του συνδέεται με τη σκηνή, η οποία μπορεί να μετακινηθεί προς τα πάνω.

Οι επιστήμονες αναλαμβάνουν ρόλο δαίμονας Μάξγουελ, παρακολουθήστε το σωματίδιο να κινείται προς τα πάνω ή προς τα κάτω λόγω θερμικής κίνησης και, στη συνέχεια, μετακινήστε τη σκηνή προς τα πάνω εάν το σωματίδιο αναπηδήσει τυχαία προς τα πάνω. Αν αναπηδήσει, περιμένουν. Όπως εξηγεί στη δημοσίευση ένας από τους ερευνητές, ο Tushar Saha, «αυτό καταλήγει να ανυψώνει ολόκληρο το σύστημα (δηλαδή, μια αύξηση της βαρυτικής ενέργειας - σημείωση εκδ.) χρησιμοποιώντας μόνο πληροφορίες για τη θέση του σωματιδίου» (1).

2. Μηχάνημα πληροφοριών στο εργαστήριο

Προφανώς, το στοιχειώδες σωματίδιο είναι πολύ μικρό για να κολλήσει στο ελατήριο, επομένως το πραγματικό σύστημα (2) χρησιμοποιεί ένα εργαλείο γνωστό ως οπτική παγίδα - με λέιζερ για να εφαρμόσει μια δύναμη στο σωματίδιο που προσομοιώνει τη δύναμη που ασκεί το ελατήριο.

Επαναλαμβάνοντας τη διαδικασία χωρίς να σύρετε απευθείας το σωματίδιο, το σωματίδιο ανέβηκε σε «μεγαλύτερο ύψος», συσσωρεύοντας μεγάλη ποσότητα βαρυτικής ενέργειας. Τουλάχιστον, αυτό λένε οι συγγραφείς του πειράματος. Η ποσότητα ενέργειας που παράγεται από αυτό το σύστημα είναι «συγκρίσιμη με τον μοριακό μηχανισμό στα ζωντανά κύτταρα» και «συγκρίσιμη με τα γρήγορα κινούμενα βακτήρια», εξηγεί ένα άλλο μέλος της ομάδας. Γιανίκ Έριχ.