Moottori, joka käyttää polttoainetta - tietoa. Demonin kutsuminen 150 vuoden takaa

Voiko tiedosta tulla energianlähde? Kanadan Simon Fraser -yliopiston tutkijat ovat kehittäneet erittäin nopean moottorin, joka heidän mukaansa "toimii tiedon perusteella". Heidän mielestään tämä on läpimurto uusien polttoaineiden etsimisessä.

Tutkimustuloksia aiheesta on julkaistu Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) -julkaisussa. Tässä artikkelissa opimme kuinka tiedemiehet ovat muuntaneet molekyylien liikkeet varastoituneeksi energiaksikäytetään sitten laitteen ohjaamiseen.

Ajatuksen tällaisesta järjestelmästä, joka ensi silmäyksellä näyttää rikkovan fysiikan lakeja, ehdotti ensimmäisen kerran skotlantilainen tiedemies vuonna 1867. Henkinen kokeilu, joka tunnetaan nimellä "Maxwellin demoni", on hypoteettinen kone, joka joidenkin mielestä voisi mahdollistaa ikuisen liikekoneen kaltaisen tai toisin sanoen näyttää, mitä voidaan rikkoa. termodynamiikan toinen pääsääntö puhua entropian kasvusta luonnossa.

joka ohjaa kahden kaasukammion välisen pienen oven avaamista ja sulkemista. Demonin tavoitteena on lähettää nopeasti liikkuvia kaasumolekyylejä yhteen kammioon ja hitaasti liikkuvia toiseen. Siten yksi kammio on lämpimämpi (sisältää nopeampia hiukkasia) ja toinen kylmempi. Demoni luo järjestelmän, jossa on enemmän järjestystä ja kertynyttä energiaa kuin se, jolla se aloitti, kuluttamatta yhtään energiaa, eli sen entropian oletetaan vähenevän.

1. Tietomoottorin kaavio

Kuitenkin työ unkarilaisen fyysikon Leo Sillard vuodesta 1929 vuoteen demoni Maxwell osoitti, että ajatuskoe ei rikkonut termodynamiikan toista pääsääntöä. Demonin, Szilard väitti, täytyy kutsua tietty määrä energiaa selvittääkseen, ovatko molekyylit kuumia vai kylmiä.

Nyt kanadalaisen yliopiston tutkijat ovat rakentaneet järjestelmän, joka toimii Maxwellin ajatuskokeilun idean pohjalta ja muuttaa tiedon "työksi". Niiden suunnittelu sisältää mallin hiukkasesta, joka on upotettu veteen ja kiinnitetty jouseen, joka puolestaan ​​on yhdistetty lavaan, jota voidaan siirtää ylöspäin.

Tiedemiehet ottavat roolin demoni Maxwell, katso hiukkasen liikkuvan ylös tai alas lämpöliikkeen vuoksi ja siirrä sitten kohtausta ylöspäin, jos hiukkanen pomppii ylös satunnaisesti. Jos se pomppii alas, he odottavat. Kuten yksi tutkijoista, Tushar Saha, selittää julkaisussa, "tämä päätyy nostamaan koko järjestelmää (eli gravitaatioenergian kasvuun - toim. huomautus) käyttämällä vain tietoa hiukkasen sijainnista" (1).

2. Tietokone laboratoriossa

Ilmeisesti alkuainehiukkanen on liian pieni tarttumaan jouseen, joten todellinen järjestelmä (2) käyttää optisena loukuna tunnettua työkalua - laserilla kohdistamaan hiukkaseen voimaa, joka simuloi jouseen vaikuttavaa voimaa.

Toistamalla prosessi ilman hiukkasta suoraan vetämällä, hiukkanen nousi "suuremmalle korkeudelle" kerääen suuren määrän gravitaatioenergiaa. Näin ainakin kokeilun tekijät väittävät. Tämän järjestelmän tuottaman energian määrä on "verrattavissa elävien solujen molekyylikoneistoon" ja "verrattavissa nopeasti liikkuviin bakteereihin", toinen tiimin jäsen selittää. Yannick Erich.