Vél sem notar eldsneyti - upplýsingar. Að kalla saman púka fyrir 150 árum

Geta upplýsingar orðið orkugjafi? Vísindamenn við Simon Fraser háskólann í Kanada hafa þróað ofurhraða vél sem þeir halda því fram að „virki á upplýsingar“. Að þeirra mati er þetta bylting í leit að nýjum tegundum eldsneytis.

Rannsóknarniðurstöður um þetta efni hafa verið birtar í Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS). Í þessari grein munum við læra hvernig Vísindamenn hafa breytt hreyfingu sameinda í geymda orkusíðan notað til að stjórna tækinu.

Hugmyndin um slíkt kerfi, sem við fyrstu sýn virðist brjóta í bága við lögmál eðlisfræðinnar, var fyrst sett fram af skoskum vísindamanni árið 1867. Hugartilraunin sem kallast "Maxwell's demon" er tilgáta vél sem sumir halda að gæti gert eitthvað eins og síhreyfingarvél kleift, eða með öðrum orðum, sýnt hvað hægt er að brjóta. annað lögmál varmafræðinnar tala um aukningu á óreiðu í náttúrunni.

sem mun stjórna opnun og lokun lítillar hurðar á milli gasklefana tveggja. Markmið púkans verður að senda gassameindir sem hreyfast hratt inn í eitt hólf og hægt hreyfingar inn í annað. Þannig verður annað hólfið heitara (inniheldur hraðar agnir) og hitt kaldara. Púkinn mun búa til kerfi með meiri röð og uppsafnaðri orku en það sem hann byrjaði með án þess að eyða neinni orku, þ.e.a.s. hann mun væntanlega upplifa lækkun á óreiðu.

1. Skipulag upplýsingavélarinnar

Hins vegar verk ungverska eðlisfræðingsins Leó Sillard frá 1929 til djöfullinn Maxwell sýndi að hugsunartilraunin braut ekki í bága við annað lögmál varmafræðinnar. Púkinn, sagði Szilard, verður að kalla fram ákveðna orku til að komast að því hvort sameindirnar séu heitar eða kaldar.

Nú hafa vísindamenn frá kanadískum háskóla smíðað kerfi sem vinnur eftir hugmyndinni um hugsunartilraun Maxwell, sem breytir upplýsingum í „vinnu“. Hönnun þeirra felur í sér líkan af ögn sem er á kafi í vatni og fest við lind sem aftur tengist sviðinu sem hægt er að færa upp.

Vísindamenn taka að sér hlutverk djöfullinn Maxwell, horfðu á ögnina hreyfast upp eða niður vegna hitauppstreymis og færðu síðan atriðið upp ef ögnin hoppar upp af handahófi. Ef það skoppar niður, bíða þeir. Eins og einn af rannsakendum, Tushar Saha, útskýrir í ritinu, „þetta endar með því að lyfta öllu kerfinu (þ.e.a.s. aukningu á þyngdarorku - ritstj.) með því að nota aðeins upplýsingar um staðsetningu ögnarinnar“ (1).

2. Upplýsingavél á rannsóknarstofu

Augljóslega er grunnögnin of lítil til að festast við gorminn, þannig að hið raunverulega kerfi (2) notar verkfæri sem kallast ljósgildra - með leysi til að beita krafti á ögnina sem líkir eftir kraftinum sem verkar á gorminn.

Með því að endurtaka ferlið án þess að draga ögnina beint, hækkaði ögnin í "meiri hæð" og safnaði miklu magni af þyngdarorku. Að minnsta kosti segja höfundar tilraunarinnar. Magn orkunnar sem myndast af þessu kerfi er "sambærilegt við sameindavélar í lifandi frumum" og "sambærilegt við bakteríur á hraðförum," útskýrir annar liðsmaður. Yannick Erich.