[quirischa]

Японские физики собрали искусственного демона Максвелла

Японским физикам впервые удалось превратить информацию в энергию. Статья ученых опубликована в журнале Nature Physics, а ее краткое изложение приводит Nature News.

В рамках работы ученые поместили бусинку из полистирола продолговатой формы в специальный раствор, который сами организаторы эксперимента называют буферным. Размер бусины составлял около 300 нанометров. Во время эксперимента бусина помещалась в емкость с раствором, на дне которой располагались электроды, на которые подавался переменный ток.

Электромагнитное поле индуцировало на бусинке, выполненной из диэлектрика, поляризацию таким образом, что в поле ей было более энергетически выгодно вращаться по часовой стрелке, чем против нее. Вместе с тем из-за небольших размеров на вращение бусинки оказывало заметное (и случайное) влияние броуновское движение молекул раствора.

Состояние бусинки мониторилось при помощи микроскопа и камеры для высокоскоростной съемки. В зависимости от поведения бусинки фаза одного из электродов менялась. В результате бусинка набирала механическую энергию.

Основой для эксперимента стали теоретические выкладки Лео Сциларда, опубликованные им в работе 1929 года. Ученые подчеркивают, что закон сохранения энергии в данном случае не нарушается, поскольку для работы ЭВМ и камер требуется электрическая энергия. Вместе с тем непосредственно передачи энергии бусинке, потраченной на работу того же ЭВМ, не происходит - в рамках эксперимента происходит превращение информации в энергию и наоборот.

Физики отмечают, что на создание данного эксперимента их вдохновил знаменитый демон Максвелла. В 1867 году Джеймс Максвелл предложил мысленный эксперимент, якобы опровергающий второе начало термодинамики. В рамках эксперимента имелось две емкости с газом, разделенные дверью и демон, который был способен открывать и закрывать эту самую дверь.

Предполагалось, что демону известны скорости молекул - перед быстрыми он открывал дверь, а перед медленными, наоборот, закрывал. В результате одна из емкостей нагревалась, а вторая остывала. В это же время Второе начало термодинамики утверждает, что самопроизвольный переход тепла от тела, менее нагретого, к телу, более нагретому, невозможен.

http://lenta.ru/news/2010/11/15/device/

@темы: Физики пытаютцо думать, Открытия физиков

Comments

[Deidra_]

Я, честно говоря, не поняла, а какую информацию имеют ввиду? Наверное я лох.

[EX.E.L]

Информация == характер движения бусинки.
"меняя фазу электродов- раскрутили какую-то пуговицу. Фазу электродов меняли для компенсации броуновского движения"
Похоже, что статья таки не журноламерская и если разобраться - действительно почти демон.

[Deidra_]

EX.E.L, спасибо

[Илья Михайлович]

Мнда. Крайне любопытно.

закон сохранения энергии в данном случае не нарушается, поскольку для работы ЭВМ и камер требуется электрическая энергия.

Осталось теперь только сделать так, чтобы они потребляли меньше, чем получалось энергии, и... =-)
Хотя, увы, законы термодинамики неоспоримы. И

В это же время Второе начало термодинамики утверждает, что самопроизвольный переход тепла от тела, менее нагретого, к телу, более нагретому, невозможен.

- переход не самопроизволен, а под воздействием других тел. Точнее, их информации.

[Саловей]

Во время эксперимента бусина помещалась в емкость с раствором, на дне которой располагались электроды, на которые подавался переменный ток.
Электромагнитное поле индуцировало на бусинке, выполненной из диэлектрика, поляризацию таким образом, что в поле ей было более энергетически выгодно вращаться по часовой стрелке, чем против нее.

Ага, а ток на электроды подавался во славу божью без затрат энергии, и поле индуцировал он так же со молитвою

[EX.E.L]

Если...

- поместить в раствор 100500 нанобусин,
- надеть их все на одну нанонить, подсоединенную к наногенератору.
- снабдить систему 2001000 электродами, каждая пара которых компенсирует свою нанобусину
- энергия электродов расходовалась бы преимущественно на вращение бусины
- тока наногенератора хватило бы для питания камеры, ЭВМ, электродов и всего необходимого
- все выше изложенное не являлось бы научной фантастикой и не содержало бы принципиально неосуществимых вещей

...то это был бы крайне интересный вариант антиэнтропийного теплового двигателя, работающего засчет абсолютной температуры тела.

[kerry-lla]

А почему

Информация == характер движения бусинки.

? Как-то оно не очень похоже на информацию. Или если пнуть ногой по мячу, то это тоже преобразование информации в энергию? ведь характер его движения сразу поменялся.

Вобщем, ладно, не понятно, но верю тем, кто разбирается)

[EX.E.L]

Пинать покоящийся мяч - это не то.
Вот если бы у нас был хаотично колеблющийся мяч, который бы мы при помощи визуальной информации о его метаниях и коррекции небольшими меткими пинками разогнали бы до большой скорости - это было бы то.

[kerry-lla]

при помощи визуальной информации о его метаниях и коррекции небольшими меткими пинками разогнали бы до большой скорости - это было бы то.

Это все-таки использование информации для анализа, а не преобразование информации, не?

[EX.E.L]

При помощи информации и небольшого воздействие тело удалось привести в состояние, когда оно несет энергию большую, чем было передано энергии только воздействием.

Называть это можно как угодно - хоть преобразованием информации, хоть ее использованием.

[kerry-lla]

несет энергию большую, чем было передано энергии только воздействием

Ага, тепрь понятно)) А закон сохранения?

[EX.E.L]

Закон сохранения в силе - тело разгоняет броуновское движение среды, обусловленное его внутренней тепловой энергией.
Соответственно, среда охлаждается.
Про законы термодинамики умолчим...