Một động cơ sử dụng nhiên liệu - thông tin. Gọi quỷ 150 năm trước

Thông tin có thể trở thành một nguồn năng lượng không? Các nhà nghiên cứu tại Đại học Simon Fraser ở Canada đã phát triển một động cơ cực nhanh mà họ cho rằng "hoạt động dựa trên thông tin." Theo họ, đây là một bước đột phá trong việc tìm kiếm các loại nhiên liệu mới.

Kết quả nghiên cứu về chủ đề này đã được công bố trên tạp chí Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS). Trong bài viết này, chúng ta sẽ tìm hiểu cách các nhà khoa học đã chuyển đổi chuyển động của các phân tử thành năng lượng dự trữsau đó được sử dụng để điều khiển thiết bị.

Ý tưởng về một hệ thống như vậy, thoạt nhìn có vẻ vi phạm các định luật vật lý, lần đầu tiên được đề xuất bởi một nhà khoa học người Scotland vào năm 1867. Thí nghiệm tâm thần được gọi là "con quỷ của Maxwell" là một cỗ máy giả định mà một số người cho rằng có thể kích hoạt một thứ gì đó giống như một cỗ máy chuyển động vĩnh viễn, hay nói cách khác, cho thấy những gì có thể bị phá vỡ. định luật thứ hai của nhiệt động lực học nói về sự gia tăng entropi trong tự nhiên.

Điều này sẽ điều khiển việc đóng mở một cánh cửa nhỏ giữa hai buồng khí. Mục tiêu của con quỷ sẽ là gửi các phân tử khí chuyển động nhanh vào một buồng và những phân tử chuyển động chậm vào buồng khác. Như vậy, một buồng sẽ ấm hơn (chứa các hạt nhanh hơn) và buồng kia lạnh hơn. Con quỷ sẽ tạo ra một hệ thống có trật tự và năng lượng tích lũy nhiều hơn so với hệ thống mà nó bắt đầu mà không tiêu tốn bất kỳ năng lượng nào, tức là nó có thể sẽ bị giảm entropy.

1. Sơ đồ của công cụ thông tin

Tuy nhiên, công trình của nhà vật lý người Hungary Leo Sillard từ năm 1929 đến con quỷ Maxwell cho thấy thí nghiệm tư tưởng không vi phạm định luật thứ hai của nhiệt động lực học. Szilard lập luận, con quỷ phải triệu hồi một lượng năng lượng nhất định để tìm ra các phân tử nóng hay lạnh.

Hiện các nhà khoa học của một trường đại học Canada đã xây dựng một hệ thống hoạt động dựa trên ý tưởng về thí nghiệm suy nghĩ của Maxwell, biến thông tin thành "công việc". Thiết kế của họ bao gồm mô hình một hạt chìm trong nước và được gắn vào một lò xo, lần lượt được kết nối với sân khấu, có thể di chuyển lên trên.

Các nhà khoa học đảm nhận một vai trò con quỷ Maxwell, xem hạt chuyển động lên hoặc xuống do chuyển động nhiệt, và sau đó chuyển cảnh lên nếu hạt nảy lên một cách ngẫu nhiên. Nếu nó dội xuống, họ đang đợi. Như một trong những nhà nghiên cứu, Tushar Saha, giải thích trong ấn phẩm, “điều này kết thúc bằng việc nâng toàn bộ hệ thống (tức là sự gia tăng năng lượng hấp dẫn - có ghi chú) chỉ sử dụng thông tin về vị trí của hạt” (1).

2. Máy thông tin trong phòng thí nghiệm

Rõ ràng, hạt cơ bản quá nhỏ để dính vào lò xo, vì vậy hệ thống thực (2) sử dụng một công cụ được gọi là bẫy quang học - với tia laze để tác dụng một lực lên hạt mô phỏng lực tác dụng lên lò xo.

Bằng cách lặp lại quá trình mà không kéo trực tiếp hạt, hạt đã tăng lên một "độ cao lớn hơn", tích lũy một lượng lớn năng lượng hấp dẫn. Ít nhất, đó là những gì các tác giả của thử nghiệm nói. Một thành viên khác trong nhóm giải thích: Lượng năng lượng được tạo ra bởi hệ thống này "có thể so sánh với bộ máy phân tử trong tế bào sống" và "tương đương với vi khuẩn di chuyển nhanh". Yannick Erich.