Физичари претварају информације у енергију

Ево једног фасцинантног дела. Направите мало степениште и поставите малу полистиренску перлу на доњу степеницу (степениште је прилично једноставно за направити помоћу електричних поља).



Лако је видети како се перла гура около насумичним кретањем молекула у околном ваздуху, добро познати феномен Брауновског кретања.

Већину времена, Браунов покрет има тенденцију да обори перлу низ степенице, али понекад је трзање довољно снажно да гурне перлу за степеницу.





Пажљиво пратите перлу помоћу видео камере и сваки пут када видите да се пење за степеницу, промените електрично поље тако да не може поново да се спусти. Ово је као постављање баријере иза перле.

Док понављате овај процес, перла ће се кретати уз степенице, вођена Брауновским кретањем.

Управо је ово експеримент који су Схоицхи Тоиабе са Универзитета Цхуо у Токију и неколико пријатеља успешно извели. Импликација је да је перла некако способна да извуче енергију из околине, што на први поглед изгледа као очигледно кршење 2. закона термодинамике.



Наравно, ово има више него што се на први поглед чини. Рад Тојабеа и сарадника је експериментална верзија чувеног Максвеловог демона. Замислите кутију испуњену ваздухом, али подељену на пола баријером. Максвелов демон је замишљено биће које је способно да отвори баријеру како би омогућило молекулима који се брзо крећу, док је затвара за спорије.

На крају, молекули који се брзо крећу завршавају на једној страни баријере која постаје топлија од друге стране, иако у систем није додата енергија.

Питање је да ли Максвелов демон крши 2. закон термодинамике или не, а то је да топлота не може сама да тече из хладног у врући систем.

Најновије мишљење је да Максвелов демон не крши 2. закон термодинамике јер мора да измери брзину свих молекула пре него што одлучи који ће проћи, а за то је потребна енергија. Када се ово узме у обзир, кршења нема.



Али овде је занимљива ствар. Нема конвенционалног преноса енергије у систем: нема загревања или убрзања молекула или нешто слично. Уместо тога, чини се да је сама информација медиј кроз који се енергија преноси.

Такво размишљање је до сада било теоријски куриозитет. Тојабе и пријатељи су то заиста урадили, прва експериментална демонстрација ове врсте преноса енергије. У ствари, они су претворили информације у енергију у овом систему.

Овде нема кршења термодинамике. Ови момци користе видео камеру да одреде положај перле, тако да када се узме у обзир енергетски буџет камере, све функционише како предвиђају закони термодинамике.

Тешко је преценити значај онога што су урадили: били су у стању да управљају наномашином – перлом за пењање по степеницама – користећи само информације као напајање.

Ово је, кажу, потпуно нови тип мотора који зову информационо-топлотни мотор и није тешко замислити његов потенцијал.

где се праве андроиди

То значи да је сада могуће напајати наномашине користећи информације као медијум за пренос енергије, чак и ако нема директног контакта са наномашином.

Задатак ће сада бити смањивање сензорног система. Видео камера је тешка ствар за ношење около. Јасно је да би било згодно пронаћи неки микроскопски начин за откривање околине и коришћење прикупљених информација за напајање наноуређаја.

Још није јасно како се то може урадити, али можете се кладити у свој најнижи долар да Тојабе и пријатељи раде на томе. Идеја би чак могла изазвати мало интересовања негде другде.

Реф: аркив.орг/абс/1009.5287 : Информациони топлотни мотор: Претварање информација у енергију путем контроле повратне спреге

сакрити

Стварне Технологије

Категорија

Унцатегоризед

Технологија

Биотехнологија

Технолошка Политика

Климатске Промене

Људи И Технологија

Силиконска Долина

Рад На Рачунару

Мит Невс Магазин

Вештачка Интелигенција

Спаце

Паметни Градови

Блоцкцхаин

Репортажа

Алумни Профил

Алумни Веза

Функција Мит Невс

1865. Године

Мој Поглед

77 Масс Аве

Упознајте Аутора

Профили У Великодушности

Виђено У Кампусу

Алумни Леттерс

Вести

Избори 2020

Витх Индек

Под Куполом

Ватрогасно Црево

Бесконачне Приче

Пандемиц Тецхнологи Пројецт

Од Председника

Насловна Прича

Фото Галерија

Рецоммендед