연료를 사용하는 엔진 - 정보. 150년 전 악마 소환

정보가 에너지원이 될 수 있을까? 캐나다 사이먼 프레이저 대학(Simon Fraser University)의 연구원들은 "정보를 기반으로 작동한다"고 주장하는 초고속 모터를 개발했습니다. 그들의 의견으로는 이것이 새로운 유형의 연료를 찾는 데 있어 획기적인 발전이라고 생각합니다.

이 주제에 대한 연구 결과는 미국국립과학원회보(PNAS)에 게재되었습니다. 그리고 기사에서 우리는 방법을 알아낼 것입니다 과학자들은 분자의 움직임을 저장된 에너지로 전환했습니다.그런 다음 장치를 제어하는 ​​데 사용됩니다.

언뜻 보면 물리학 법칙을 위반하는 것처럼 보이는 이러한 시스템에 대한 아이디어는 1867년 스코틀랜드 과학자에 의해 처음 제안되었습니다. "맥스웰의 악마"로 알려진 정신 실험은 영구 운동 기계와 같은 것을 허용할 수 있다고 믿는 가상의 기계입니다. 즉, 무엇이 깨질 수 있는지 보여줄 수 있습니다. 열역학 제XNUMX법칙 자연의 엔트로피 증가에 대해 이야기해 보세요.

두 가스실 사이에 있는 작은 문의 개폐를 제어하는 ​​장치입니다. 악마의 목표는 빠르게 움직이는 가스 분자를 한 방으로 보내고 느리게 움직이는 가스 분자를 다른 방으로 보내는 것입니다. 따라서 한 챔버는 더 따뜻해지고(더 빠른 입자를 포함함) 다른 챔버는 더 차가워집니다. 악마는 어떤 에너지도 소비하지 않고 처음보다 더 많은 질서와 축적된 에너지를 갖춘 시스템을 만들 것입니다. 즉, 아마도 엔트로피 감소를 경험할 것입니다.

1. 정보 엔진 다이어그램

그러나 헝가리 물리학자의 연구는 레오 실라드 1929년 이후 맥스웰의 악마 사고 실험이 열역학 제XNUMX법칙을 위반하지 않음을 보여주었습니다. Szilard는 악마가 분자가 뜨거운지 차가운지를 알아내기 위해 일정량의 에너지를 소환해야 한다고 주장했습니다.

이제 캐나다 대학의 과학자들은 Maxwell의 사고 실험 아이디어를 바탕으로 정보를 "작업"으로 전환하는 시스템을 구축했습니다. 그들의 디자인에는 물에 잠기고 스프링에 부착된 입자 모델이 포함되며, 스프링은 위쪽으로 이동할 수 있는 스테이지에 연결됩니다.

과학자들이 그 역할을 맡는다 맥스웰의 악마, 열 운동으로 인해 입자가 위나 아래로 움직이는 것을 관찰한 다음 입자가 무작위로 튀어오르면 장면을 위로 이동합니다. 그것이 튀어 오르면 그들은 기다립니다. 연구원 중 한 명인 Tushar Saha는 간행물에서 "이것은 결국 입자의 위치에 대한 정보만을 사용하여 전체 시스템을 들어올리는 결과를 낳습니다(즉, 중력 에너지 증가 - 편집자 주)"라고 설명합니다(1).

2. 연구실의 정보기계

분명히 입자는 스프링에 달라붙기에는 너무 작기 때문에 실제 시스템(2)은 레이저를 사용하여 입자에 힘을 가하여 스프링에 가해지는 힘을 시뮬레이션하는 광학 트랩이라는 도구를 사용합니다.

입자를 직접 끌지 않고 과정을 반복함으로써 입자는 "큰 높이"로 상승하여 많은 양의 중력 에너지를 축적했습니다. 적어도 그것은 실험의 저자가 말하는 것입니다. 이 시스템에서 생산되는 에너지의 양은 “살아있는 세포의 분자 기계와 비슷”하고 “빠르게 움직이는 박테리아와 비슷”하다고 다른 팀원은 설명합니다. 야닉 에리히.