En motor som använder bränsle - information. Tillkalla en demon för 150 år sedan
Kan information bli en energikälla? Forskare vid Simon Fraser University i Kanada har utvecklat en ultrasnabb motor som de hävdar "agerar på basis av information." Enligt deras åsikt är detta ett genombrott i sökandet efter nya typer av bränsle.
Resultaten av forskning om detta ämne publicerades i Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS). Och i artikeln kommer vi att lära oss hur Forskare har omvandlat molekylers rörelse till lagrad energianvänds sedan för att styra enheten.
Idén om ett sådant system, som vid första anblicken verkar bryta mot fysikens lagar, föreslogs först av en skotsk vetenskapsman 1867. Det mentala experimentet känt som "Maxwells demon" är en hypotetisk maskin som vissa tror kan tillåta något som en evighetsmaskin, eller med andra ord, visa vad som kan gå sönder termodynamikens andra lag prata om en ökning av entropin i naturen.
som styr öppningen och stängningen av en liten dörr mellan de två gaskamrarna. Demonens mål kommer att vara att skicka snabbrörliga gasmolekyler in i en kammare och långsamt rörliga in i en annan. En kammare blir alltså varmare (innehåller snabbare partiklar) och den andra blir kallare. Demonen kommer att skapa ett system med mer ordning och ackumulerad energi än det den började med, utan att förbruka någon energi, det vill säga, den kommer förmodligen att uppleva en minskning av entropin.
1. Informationsmotordiagram
Men arbetet med den ungerska fysikern Leo Silard sedan 1929 Maxwells demon visade att tankeexperimentet inte bryter mot termodynamikens andra lag. Demonen, hävdade Szilard, måste tillkalla en viss mängd energi för att ta reda på om molekylerna är varma eller kalla.
Nu har forskare från ett kanadensiskt universitet byggt ett system som fungerar på idén om Maxwells tankeexperiment och förvandlar information till "arbete". Deras design involverar en partikelmodell som är nedsänkt i vatten och fäst vid en fjäder, som i sin tur är kopplad till en scen som kan flyttas uppåt.
Forskare tar på sig rollen Maxwells demon, se partikeln röra sig uppåt eller nedåt på grund av termisk rörelse, flytta sedan scenen uppåt om partikeln studsar upp slumpmässigt. Om det studsar ner så väntar de. Som en av forskarna, Tushar Saha, förklarar i publikationen, "det slutar med att det här lyfter hela systemet (dvs. ökar gravitationsenergin - reds. anm.) med hjälp av endast information om partikelns position" (1).
2. Informationsmaskin i laboratoriet
Uppenbarligen är en partikel för liten för att fästa vid en fjäder, så det faktiska systemet (2) använder ett verktyg som kallas en optisk fälla - med en laser för att applicera en kraft på partikeln, som simulerar kraften på fjädern.
Genom att upprepa processen utan att direkt dra partikeln, steg partikeln till en "stor höjd" och samlade en stor mängd gravitationsenergi. Det säger åtminstone författarna till experimentet. Mängden energi som produceras av detta system är "jämförbar med det molekylära maskineriet i levande celler" och "jämförbar med snabbrörliga bakterier", förklarar en annan gruppmedlem. Yannick Erich.
