เครื่องยนต์ที่ใช้เชื้อเพลิง - ข้อมูล อัญเชิญปีศาจเมื่อ 150 ปีที่แล้ว

ข้อมูลสามารถเป็นแหล่งพลังงานได้หรือไม่? นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยไซมอน เฟรเซอร์ในแคนาดาได้พัฒนาเครื่องมือที่เร็วเป็นพิเศษซึ่งพวกเขาอ้างว่า "ดำเนินการกับข้อมูล" ในความเห็นของพวกเขา นี่คือความก้าวหน้าในการค้นหาเชื้อเพลิงชนิดใหม่

ผลการวิจัยในหัวข้อนี้ได้รับการตีพิมพ์ใน รายงานการประชุมของ National Academy of Sciences (PNAS) ในบทความนี้เราจะมาเรียนรู้วิธี นักวิทยาศาสตร์ได้เปลี่ยนการเคลื่อนที่ของโมเลกุลให้เป็นพลังงานที่สะสมไว้แล้วใช้ในการควบคุมอุปกรณ์

แนวคิดของระบบดังกล่าวซึ่งในแวบแรกดูเหมือนว่าจะละเมิดกฎของฟิสิกส์ ถูกเสนอครั้งแรกโดยนักวิทยาศาสตร์ชาวสก็อตในปี พ.ศ. 1867 การทดลองทางจิตที่เรียกว่า "อสูรของแมกซ์เวลล์" เป็นเครื่องสมมุติที่บางคนคิดว่าสามารถทำให้เกิดบางอย่าง เช่น เครื่องจักรเคลื่อนที่ถาวร หรือกล่าวอีกนัยหนึ่งคือ แสดงให้เห็นว่าสิ่งใดสามารถแตกหักได้ กฎข้อที่สองของอุณหพลศาสตร์ พูดคุยเกี่ยวกับการเพิ่มขึ้นของเอนโทรปีในธรรมชาติ

ซึ่งจะควบคุมการเปิดและปิดประตูเล็กๆ ระหว่างห้องแก๊สทั้งสอง เป้าหมายของปีศาจคือส่งโมเลกุลก๊าซที่เคลื่อนที่เร็วเข้าไปในห้องหนึ่งและอีกห้องหนึ่งเคลื่อนที่ช้า ดังนั้น ห้องหนึ่งจะอุ่นขึ้น (มีอนุภาคที่เร็วกว่า) และอีกห้องหนึ่งจะเย็นกว่า อสูรจะสร้างระบบที่มีระเบียบและสะสมพลังงานมากกว่าระบบที่เริ่มต้นโดยไม่ใช้พลังงานใด ๆ เช่น มันอาจจะพบกับเอนโทรปีที่ลดลง

1. แผนผังของเอ็นจิ้นข้อมูล

อย่างไรก็ตาม ผลงานของนักฟิสิกส์ชาวฮังการี ลีโอ ซิลลาร์ด ตั้งแต่ พ.ศ. 1929 ถึง อสูร Maxwell แสดงให้เห็นว่าการทดลองทางความคิดไม่ได้ละเมิดกฎข้อที่สองของอุณหพลศาสตร์ ปีศาจ Szilard แย้งว่าต้องเรียกพลังงานจำนวนหนึ่งออกมาเพื่อที่จะรู้ว่าโมเลกุลนั้นร้อนหรือเย็น

ตอนนี้นักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัยในแคนาดาได้สร้างระบบที่ทำงานเกี่ยวกับแนวคิดการทดลองทางความคิดของ Maxwell โดยเปลี่ยนข้อมูลให้เป็น "งาน" การออกแบบของพวกเขารวมถึงแบบจำลองของอนุภาคที่จมอยู่ในน้ำและติดกับสปริง ซึ่งจะเชื่อมต่อกับเวทีซึ่งสามารถเลื่อนขึ้นได้

นักวิทยาศาสตร์เข้ามามีบทบาท อสูร Maxwellให้ดูที่อนุภาคเลื่อนขึ้นหรือลงเนื่องจากการเคลื่อนที่ด้วยความร้อน จากนั้นจึงเลื่อนฉากขึ้นหากอนุภาคกระดอนขึ้นแบบสุ่ม ถ้ามันกระเด็นลงมาพวกเขากำลังรออยู่ ในฐานะหนึ่งในนักวิจัย Tushar Saha อธิบายในสิ่งพิมพ์นี้ว่า “สิ่งนี้จบลงด้วยการยกทั้งระบบ (กล่าวคือ การเพิ่มขึ้นของพลังงานโน้มถ่วง - ed. note) โดยใช้ข้อมูลเกี่ยวกับตำแหน่งของอนุภาคเท่านั้น” (1)

2. เครื่องข้อมูลในห้องปฏิบัติการ

เห็นได้ชัดว่าอนุภาคมูลฐานมีขนาดเล็กเกินไปที่จะยึดติดกับสปริง ดังนั้นระบบจริง (2) จึงใช้เครื่องมือที่เรียกว่ากับดักแสง - ด้วยเลเซอร์เพื่อใช้แรงกับอนุภาคที่จำลองแรงที่กระทำกับสปริง

โดยการทำซ้ำขั้นตอนโดยไม่ลากอนุภาคโดยตรง อนุภาคจะสูงขึ้นเป็น "ความสูงมากขึ้น" ซึ่งสะสมพลังงานโน้มถ่วงไว้เป็นจำนวนมาก อย่างน้อยนั่นคือสิ่งที่ผู้เขียนการทดลองพูด ปริมาณพลังงานที่สร้างขึ้นโดยระบบนี้ “เทียบได้กับกลไกระดับโมเลกุลในเซลล์ที่มีชีวิต” และ “เปรียบได้กับแบคทีเรียที่เคลื่อนที่เร็ว” สมาชิกในทีมอีกคนหนึ่งอธิบาย Yannick Erich.