Un motor que usa combustible - información. Invocando un demo de hai 150 anos

A información pode converterse nunha fonte de enerxía? Investigadores da Universidade Simon Fraser de Canadá desenvolveron un motor ultrarrápido que, segundo afirman, "actúa sobre a información". Na súa opinión, este é un avance na procura de novos tipos de combustible.

Os resultados da investigación sobre este tema publicáronse en Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS). Neste artigo, aprenderemos como os científicos converteron o movemento das moléculas en enerxía almacenadaentón úsase para controlar o dispositivo.

A idea dun sistema deste tipo, que a primeira vista parece violar as leis da física, foi proposta por primeira vez por un científico escocés en 1867. O experimento mental coñecido como "demo de Maxwell" é unha máquina hipotética que algúns pensan que podería habilitar algo así como unha máquina de movemento perpetuo, ou noutras palabras, mostrar o que se pode romper. segunda lei da termodinámica falar do aumento da entropía na natureza.

que controlará a apertura e o peche dunha pequena porta entre as dúas cámaras de gas. O obxectivo do demo será enviar moléculas de gas de movemento rápido a unha cámara e outras de movemento lento a outra. Así, unha cámara será máis quente (contendo partículas máis rápidas) e a outra máis fría. O demo creará un sistema con máis orde e enerxía acumulada que o que comezou sen gastar enerxía, é dicir, presumiblemente experimentará unha diminución da entropía.

1. Esquema do motor de información

Con todo, o traballo do físico húngaro Leo Sillard dende 1929 ata demo Maxwell mostrou que o experimento mental non violou a segunda lei da termodinámica. O demo, argumentou Szilard, debe convocar unha certa cantidade de enerxía para descubrir se as moléculas están quentes ou frías.

Agora, os científicos dunha universidade canadense construíron un sistema que funciona coa idea do experimento mental de Maxwell, convertendo a información en "traballo". O seu deseño inclúe un modelo dunha partícula que está mergullada na auga e unida a un manantial, que á súa vez está conectado ao escenario, que se pode mover cara arriba.

Os científicos asumen un papel demo Maxwell, observa como a partícula se move cara arriba ou abaixo debido ao movemento térmico e, a continuación, move a escena cara arriba se a partícula rebota ao azar. Se rebota, están esperando. Tal e como explica na publicación un dos investigadores, Tushar Saha, "isto acaba levantando todo o sistema (é dicir, un aumento da enerxía gravitatoria - nota da ed.) usando só información sobre a posición da partícula" (1).

2. Máquina de información no laboratorio

Obviamente, a partícula elemental é demasiado pequena para pegarse ao resorte, polo que o sistema real (2) utiliza unha ferramenta coñecida como trampa óptica, cun láser para aplicar unha forza á partícula que simula a forza que actúa sobre o resorte.

Ao repetir o proceso sen arrastrar directamente a partícula, a partícula subiu a unha "maior altura", acumulando unha gran cantidade de enerxía gravitatoria. Polo menos, iso din os autores do experimento. A cantidade de enerxía xerada por este sistema é "comparable á maquinaria molecular das células vivas" e "comparable ás bacterias de movemento rápido", explica outro membro do equipo. Yannick Erich.