Корейские физики испытали

Корейские физики испытали "информационный двигатель"

Традиционно максимум эффективности, с которой двигатель может превращать энергию в работу, ограничен вторым законом термодинамики. Однако эксперименты последних 10 лет показали, что эту границу можно перейти, если двигатель сможет получать информацию из окружающей среды и превращать ее в работу. Эти "информационные двигатели" (или «демоны Максвелла», в честь первого, кто предложил такой мысленный эксперимент) возможно реализовать благодаря фундаментальной связи информации и термодинамики, которую ученые еще только пытаются осознать в полной мере.

Обобщенный второй закон термодинамики утверждает, что работа, полученная из "информационного двигателя", ограничена суммой двух компонентов: первый – это разница свободной энергии между финальным и начальным состоянием (это единственное ограничение, наложенное на обычные двигатели традиционным вторым законом термодинамики) и объем доступной информации (эта часть устанавливает верхний предел дополнительной работы, которую можно получить из информации). Однако, до сих пор не существовало никакой экспериментальной информации по этим вопросам.

Для достижения максимальной эффективности, предсказанной обобщенным вторым законом термодинамики, ученые разработали и привели в действие "информационный двигатель", сделанный из частицы, пойманной светом при комнатной температуре. Случайные температурные флуктуации вызывают броуновское движение частицы, а фотодиод следит за изменением ее положения с точностью 1 нм. Если частица отходит на определенное расстояние от начального положения, свет движется в ее направлении. Процесс повторяется, так что со временем двигатель переносит частицу в желаемое направление просто получая работу из информации о случайных температурных колебаниях системы (компонент свободной энергии тут равен нулю, так что он не влияет на полученную работу).

Одно из самых важных свойств этой системы – почти мгновенный отклик: ловушка сдвигается всего за долю миллисекунд, не давая частице продвинуться дальше и рассеять энергию. В результате почти нет потери энергии. Таким образом, производительность процесса достигает приблизительно 98,5% от предела, установленного обобщенным вторым законом термодинамики. Помимо важности для фундаментальной физики, это исследование имеет и практическую ценность, например, для нанотехнологий или создания гибридных биологических систем, в которых информация используется для управления молекулярными процессами, пишет Phys.org.   

Ученые из МФТИ и РАН полагают, что в квантовых системах второй закон термодинамики может локально нарушаться. Но если в классической физике уменьшение энтропии связано с передачей тепловой энергии, то в квантовом мире снижение энтропии может происходить без передачи энергии — за счет квантовой запутанности.

Подпишитесь на наши новости
Лого www.SiteHere.ru
1970-01-01 03:00 http://news.xtipe.com/ru/news/12919

Смотрите так же

Арьева избрали вице-президентом ПАСЕ на 2018 год 1970-01-01 03:00

Председатель украинской делегации в ПАСЕ, народный депутат Владимир Арьев избран вице-президентом ассамблеи, сообщает "Европейская правда".

Заместители председателя ПАСЕ избираются по квотам национальных делегаций (сопредседатели страны меняются по ротации), в этом году Украина подала Арьева на эту должность.

Квоты двух делегаций - российской и итальянской - остались вакантными.

Климкин уверен, что Украина воссоединится с Донбассом и Крымом 1970-01-01 03:00

Дипломат в честь Дня Соборности поделился ожиданиями по оккупированным территориям.

Министр иностранных дел Павел Климкин считает, что в Украине станет на один праздник больше после воссоединения Украины с территориями, Которые сейчас оккупированы Россией. Об этом он написал в Twitter по случаю празднование Дня Соборности.

"Воссоединение - Это не только воссоединение украинского народа, это еще и воссоединение духа. Так же Состоится воссоединение с оккупированнымы территориями. И еще одним государственным праздником станет больше", - написал Климкин.

Украина ведет переговоры о безвизе с более 20 странами, - МЗС 1970-01-01 03:00

МИД ведет переговоры о полной или частичной визовой либерализации с более чем двумя десятками стран.

Об этом заявил глава МИД Украины Павел Климкин на пресс-конференции, посвященной итогам деятельности украинской дипломатии в 2017 году и приоритетам 2018 года, передает ЕП.

Министр напомнил, что сейчас граждане Украины, владельцы биометрических паспортов, могут без проблем пересекать границы 85 стран.

58 украинцев получили Президентские награды в День Соборности 1970-01-01 03:00

Президент Петр Порошенко подписал указ о награждении государственными наградами по случаю Дня Соборности Украины.

Соответствующий указ № 11/2018 опубликован на сайте главы государства.

Как отмечается в документе, государственные награды присвоены "за значительный личный вклад в государственное строительство, социально-экономическое, научно-техническое, культурно-просветительное развитие Украинского государства, весомые трудовые достижения, многолетний добросовестный труд".