18+

Артур Скальский

©  РИА-Новости

Наука и техника Мир

3292

15.11.2010, 19:09

Физики впервые смогли преобразовать информацию в энергию

Демоны Максвелла извлекают энергию из теплового движения частиц.

Японские физики впервые смогли в эксперименте добиться увеличения внутренней энергии системы, используя только информацию о ее состоянии и не передавая ей дополнительной энергии, говорится в статье исследователей, опубликованной в журнале Nature Physics.

Получение энергии из информации впервые теоретически описал британский физик Джеймс Максвелл в своем мысленном эксперименте. В нем некое существо, позднее названное "демоном Максвелла", охраняло дверь между двумя комнатами. Демон, зная энергию приближающейся к двери молекулы, открывает проход только для "быстрых" молекул, закрывая дверь перед "медленными". В результате в одной комнате окажутся все "быстрые" молекулы, а в другой медленные, и возникшую разницу температур можно использовать в практических целях.

Воплощение такой "демонической" энергоустановки требует намного больших энергетических затрат, чем можно извлечь из образующейся разницы температур, поэтому реальные двигатели, работающие по такому принципу, никогда всерьез не рассматривались учеными. Однако интерес к подобным системам вновь возник в последнее время с развитием нанотехнологий.

Авторы исследования, японские физики, возглавляемые Масаки Сано (Masaki Sano) из Токийского университета воплотили на практике мысленный эксперимент с участием "демона Максвелла".

Ученые использовали в работе полимерный объект размером около 300 нанометров, напоминающий бусину. Ее форма подобрана так, что вращаться по часовой стрелке ей энергетически более выгодно, так как это сопровождается высвобождением механической энергии. Вращение против часовой стрелки, напротив, приводит к "закручиванию" бусины и увеличению запасенной ей механической энергии.

Бусину поместили в специальный раствор, и она из-за своих малых размеров начинала принимать участие в броуновском движении и вращаться - как по часовой стрелке, так и против.

Исследователи с помощью специального оборудования отслеживали каждый поворот бусины, и, когда она вращалась против часовой стрелки, прилагали электрическое напряжение к емкости, в которой она находилась. Такая операция не передавала системе дополнительную энергию, но при этом не давала бусине "раскручиваться" назад. Таким образом, используя только информацию о том, куда провернулась бусина, ученые смогли увеличить запас ее механической энергии лишь за счет энергии броуновского движения молекул.

Закон сохранения энергии при этом не нарушается. Согласно расчетам Сано, эффективность преобразования информации в энергию в их эксперименте составила 28%, что согласуется с теоретическими расчетами.

Такой механизм может использоваться для работы наномашин или молекулярных механизмов, считает Владко Ведрал (Vlatko Vedral), физик из Оксфордского университета, не принимавший участия в эксперименте Сано, мнение которого приводит интернет-издание Nature News.

"Весьма любопытно было бы обнаружить использование этого принципа передачи энергии в живых системах", - добавил ученый.

Артур Скальский

©  РИА-Новости

Наука и техника Мир

3292

15.11.2010, 19:09

URL: https://m.babr24.com/?ADE=89675

bytes: 3022 / 3022

Поделиться в соцсетях:

Экслюзив от Бабра в соцсетях:
- Телеграм
- ВКонтакте

Связаться с редакцией Бабра:
[email protected]

Другие статьи и новости в рубрике "Наука и техника"

Все предприятия компании En+ Group получили паспорта готовности к отопительному периоду от Минэнерго России

Все предприятия компании En+ Group, ведущего вертикально интегрированного производителя алюминия и возобновляемой электроэнергии, получили паспорта о ...

Все предприятия компании En+ Group получили паспорта готовности к отопительному периоду от Минэнерго России

Все предприятия компании En+ Group, ведущего вертикально интегрированного производителя алюминия и возобновляемой электроэнергии, получили паспорта о ...

Стать астронавтом не выходя из дома

14 ноября состоится исторический день запуска корабля Crew Dragon компании Space X на ракете Falcon 9.

Автор: Николай Наумов.

Источник: Babr24.com.

Наука и техника

Мир

9651

13.11.2020

Четыре физика из Красноярска попали в список влиятельнейших ученых планеты

Известный профессор-эпидемиолог Стэнфордского университета Джон Иоаннидис и его коллеги обнародовали базу данных самых влиятельных ученых планеты.

Иркутская ГЭС компании En+ Group снижает объем сбросных расходов

С 9 ноября на Иркутской ГЭС компании En+ Group, ведущего вертикально интегрированного производителя алюминия и электроэнергии, снизятся сбросные ...

Источник: Babr24.com.

Наука и техника

Иркутск

5699

09.11.2020

Компания En+ Group начала капитальный ремонт и реконструкцию гидроагрегата №4 на Красноярской ГЭС

На Красноярской ГЭС компании En+ Group, ведущего вертикально интегрированного производителя алюминия и возобновляемой электроэнергии, в октябре ...

В Томской области беспилотник доставил медицинский груз в отдалённый посёлок

Компания «Аэромакс» провела испытания по доставке дронами медицинских грузов в труднодоступные районы Томской области.

Источник: Babr24.com.

Наука и техника

Томск

5507

04.11.2020

Игры Разумова: грязное белье серийных защитников иркуцкости

Когда бывший вице-мэр Иркутска Дмитрий Разумов в очередной раз вернулся в родные пенаты и рассказал, как зарабатывать на деревянном Иркутске, сначала ...

Автор: Лера Крышкина.

Источник: Babr24.

Наука и техника, Расследования

Иркутск

39394

02.11.2020

Иркутские учёные рассказали об особенностях байкальских рачков-экстремалов

Eulimnogammarus cyaneus — эндемичный байкальский гаммарус (рачок), обитающий в Байкале.

Автор: Миша Ковальски.

Источник: Babr24.com.

Наука и техника

Иркутск

13676

28.10.2020

Нидерландские учёные советуют обниматься с коровами

Устали, чувствуете нервозность, хотите спокойствия и отдыха? Теперь необязательно тратиться на успокоительные препараты.

Автор: Миша Ковальски.

Источник: Babr24.com.

Наука и техника, Братья меньшие

Мир

10411

25.10.2020

Блогнот. Только метаболизм и никакого сексизма!

«Доля ты!– русская долюшка женская! Вряд ли труднее сыскать» писал два века назад Николай Алексеевич.

Автор: Максим Тимофеев.

Источник: Babr24.

Наука и техника

Иркутск

9903

23.10.2020

Россия отказалась вступать в международный проект по освоению Луны

Международный масштабный лунный проект, который продлится более 10 лет, скорее всего, пройдёт без России.

Автор: Миша Ковальски.

Источник: Babr24.com.

Наука и техника

Мир

10503

19.10.2020