Реальный демон Максвелла стал в десять раз мощнее
Физики создали информационный двигатель (систему, преобразующую информацию о термических флуктуациях в механическую энергию), мощность которого, как минимум, в десять раз превышает характеристики предыдущих аналогичных устройств. Принцип работы двигателя основан на отборе нужных тепловых флуктуаций броуновской частицы, которые увеличивают потенциальную энергию всей системы, пишут ученые в Proceedings of the National Academy of Sciences.
Демон Максвелла — элемент мысленного эксперимента, который по задумке может нарушать второе начало термодинамики. Это умозрительное существо, которое находится на границе между двумя половинами сосуда с газом и сортирует подлетающие к нему молекулы по скорости, собирая медленные молекулы в одной половине, а быстрые — в другой. Таким образом можно уменьшить энтропию системы, не совершая работы над газом, поэтому, если на оценку состояния молекул и их сортировку не тратится слишком много энергии, такая схема фактически приводит к нарушению второго начала термодинамики.
В течение XX века физики предлагали и другие аналогичные концепции информационного двигателя — устройства, которое тем или иным образом преобразует информацию, например о тепловых флуктуациях частиц, в потенциальную энергию. Подробнее о различных вариациях демона Максвелла вы можете прочитать в нашем материале «Работай, черт». Один из таких вариантов — схема, предложенная в 1929 году венгерским физиком Лео Силардом. Его информационный двигатель представляет собой разделенную перегородкой камеру с единственной молекулой, «демон» же изменяет массу частицы в зависимости от того, в какой половине она находится и в каком направлении двигается.