Skip to main content

Конференции

Просмотр конференции fido7.ru.news:

Предыдущее Следующее

Дата: 18 Apr 2019, 22:16:27
От: NewsRobot @ 2:5053/51.0
Кому: All
Тема: Создан самый эффективный демон Максвелла


Lenta.ru: https://lenta.ru/news/2019/04/18/demon
18.04.2019 20:20 Создан самый эффективный демон Максвелла

 Ученые Барселонского Университета (Испания) создали самую эффективную на настоящий момент версию демона Максвелла - устройства, способного получать работу из теплового движения молекул. Природные
аналоги такого механизма могли извлекать энергию из простейших органических цепочек для создания более сложно организованных структур и последующей эволюции биологической материи. Статья
исследователей опубликована в журнале Nature Physics.
 В эксперименте была создана простейшая разновидность демона Максвелла, называемого двигателем Силарда. В 1929 году физик Лео Силард показал, как получение информации связано с термодинамикой. Ученый
рассмотрел демона Максвелла в ящике с одной-единственной молекулой газа. Устройство способно распознать, в какой из двух половин ящика находится молекула, то есть получает один бит информации. Затем
оно закрывает затвор, разделяющий ящик, и сдвигает поршень в пустой части ящика. Когда затвор открывается, молекула газа толкает поршень в исходное положение, совершая работу. Таким образом,
совершается превращение информации в энергию.
 Исследователи реализовали двигатель Силарда в виде устройства, способного отслеживать состояние одноцепочечной молекулы ДНК, которая может формировать вторичную структуру в виде `шпильки`. В
классическом случае демон Максвелла совершает наблюдение один раз, однако в данном эксперименте устройство проверяло состояние ДНК в течение равных промежутков времени и извлекало работу только,
когда молекула изменяла свою структуру.
 Концы молекулы ДНК были связаны с микроскопическими пластиковыми бусинами. Формирование шпилек и распутывание молекулы происходило спонтанно. Манипуляции над молекулой проводились с помощью
оптических пинцетов, при этом при сворачивании молекулы один из пинцетов смещался. Затем молекула разворачивалась и толкала пинцет, совершая работу. При этом общее количество энергии, извлекаемой за
несколько циклов, оказывается выше, чем в классическом двигателе Силарда, и превышает нижнюю границу Ландауэра, то есть минимальное количество энергии, которое необходимо затратить для совершения
компьютерных вычислений. Однако устройство не нарушает второй закон термодинамики за счет процессов получения и хранения информации, увеличивающих энтропию системы.
 Согласно мысленному эксперименту, предложенному шотландским физиком Джеймсом Максвеллом в 1867 году, некое сверхъестественное существо - демон - находится внутри ящика, наполненного газом и
разделенного на две половины стенкой с отверстием. Закрывая и открывая его, демон разделяет горячие (быстрые) и холодные (медленные) атомы газа, в результате чего образуется разность температур, из
которой легко получить работу.


--- NewsRobot V0.14i/OS2 (C) W2M PROGRAMMING, 02.2014-08.2018
Origin: CONCORD BBS (2:5053/51.0)

Предыдущее Следующее

К списку сообщений
К списку конференций