Сообщить об ошибке на сайте
URL
Ошибка
Научные достижения

Международная команда ученых сумела заглянуть внутрь явления, известного как «демон Максвелла», и не только измерить полученную им энергию, но и описать процесс сохранения информации в его «памяти».

Демон Максвелла — мысленный эксперимент, предложенный физиком Джеймсом Максвеллом в XIX веке для объяснения кажущегося парадокса Второго закона термодинамики. Напомним его суть: имеется сосуд с газом, разделенный перегородкой, с дверцей, которой управляет некое существо, тот самый гипотетический демон. Оно пропускает горячие молекулы, пролетающие из левой части в правую, и холодные, пролетающие в обратном направлении. Тогда через какое-то время все быстрые горячие молекулы окажутся справа, а медленные — слева. Таким образом, возникнет разница давлений и равновесная система выйдет из равновесия, то есть энтропия понизится, вопреки Второму закону термодинамики.

«В 1980-х эта история получила продолжение. Информация о свойствах молекул должна сохранятся в памяти демона. Эта информация требует энергетических затрат, которые сокращают до нуля энергию, которую получил демон. Таким образом парадокс разрешается», — говорит доктор Джанет Андерс из Эксетерского университета (Великобритания).

В нынешнем исследовании физики создали квантового демона Максвелла, воплощенного в микроволновом резонаторе, который получает энергию от сверхпроводящего кубита. При помощи томографии ученые измерили выполненную демоном работу, проследив за изменением энтропии и энергий кубита и резонатора. Таким образом они смогли полностью описать «память» демона и показать, что она является составной частью термодинамического процесса.

«Тот факт, что система ведет себя сообразно квантовой механике, означает, что частица может иметь одновременно и высокую, и низкую энергию, а не только либо одну, либо другую, как думал Максвелл», — сообщает доктор Андрес.

Это исследование взаимодействия квантовой физики и термодинамики, опубликованное в журнале PNAS, является важным шагом в разработке теории термодинамических процессов в наномасштабе, пишет Phys.org.

Возможность локальных нарушений Второго закона термодинамики в квантовых системах показали физики Аргоннской национальной лаборатории Министерства энергетики США. Они указали на определенные состояния, при которых энтропия в короткие сроки может понижаться. Это дает платформу для практической реализации квантового демона Максвелла, который позволит создать локальный квантовый вечный двигатель.

Подписывайтесь на наши каналы в Telegram

«Хайтек» - новости онлайн по мере их появления

«Хайтек» Daily - подборки новостей 3 раза в день

«Настроить системы умного дома уже не сложнее, чем установить Windows»
Умный дом
«WorldSkills — отличный пункт в резюме»
Иннополис
Китайцы с высоким рейтингом смогут арендовать электрокар у Alibaba
Тренды
ИИ-рынок вакансий обещает каждому найти работу
Идеи
Крупнейшие компании помогут IBM коммерциализировать квантовый компьютер
Тренды
Чистый транспорт
В Австралии запустят первый поезд на солнечной энергии
Робот-морская звезда мгновенно адаптируется к неожиданным повреждениям
Робототехника
BAIC прекратит производство автомобилей с ДВС к 2025 году
Тренды
Криптовалюты
«Биткойн провалился как валюта»
Илон Маск: «Общественный транспорт — это полный отстой»
Мнения
ИИ-версия поттерианы: «Гарри отвел глаза от головы и бросил их в лес»
Искусственный интеллект
Во Франции запретят Facebook детям до 16 лет
Социальные сети
В США отменили сетевой нейтралитет
Кейсы
Новая технология Alphabet X подключит к интернету миллионы индийцев
Интернет для всех
Разработан устойчивый электровелосипед для пожилых
Транспорт будущего
Биотех-стартап Ginkgo Bioworks стал «единорогом»
Биотехнологии
В Китае с поддельной едой будут бороться с помощью блокчейна
Блокчейн
Daimler начал поставки городских электрогрузовиков в Европе
Тренды
Дания использует криптовалюту для помощи развивающимся странам
Блокчейн
Эндрю Ын займется внедрением ИИ на фабриках
Искусственный интеллект
Распознавание лиц
Китайские камеры слежения засекли журналиста ВВС за 7 мин
Thor Trucks — новый конкурент электрогрузовика Tesla Semi
Электротранспорт
К 2021 году самолеты на 75% будут состоять из напечатанных деталей
Кейсы
«Биологические часы» помогут подобрать персональное лечение
Медицина будущего
Создан микрочип, который почти невозможно взломать или разрушить
Кибербезопасность
Кейсы
Российские инженеры напечатали компактный двигатель для дронов
В Нью-Йорке создадут первую в мире цифровую систему энергоснабжения
Идеи
«Батареи для электрокаров перестанут дешеветь после 2020 года»
Электромобили
Сотрудники Tesla: «90% автомобилей Model S и Model X выходят с дефектами»
Мнения
В России учет алкоголя переводят на блокчейн
Тренды
Термоядерный синтез
«Реактор на основе водорода и бора будет готов в течение 10 лет»
Китай собирает ДНК граждан под видом бесплатной меддиагностики
Тренды
Стартап ObEN создает реалистичных 3D-аватаров
Кейсы
Робототехника вызвала бум электродвигателей
Робототехника
«До Скайнета еще далеко, но все же лучше к нему подготовиться»
Мнения
Идеи
Светящиеся растения заменят фонари и светильники
Вертикальные фермы Local Roots обещают прокормить космонавтов
Еда будущего
Ученые из МГУ разработали и протестировали квантовый телефон
Квантовые технологии
Солнечная энергетика в США заменит 10 ГВт газовых электростанций
Тренды
Toyota и Panasonic объединились для разработки батарей для EV
Аккумуляторы
Создан новый тип вентиля для квантового компьютера
Квантовые технологии
Технологию автономных имплантов подсмотрели у электрических угрей
Импланты
Aurora передала военным систему автопилота для вертолетов
Беспилотная авиация
Блокчейн
Криптокотята на блокчейне выгоднее, чем пенсионные накопления
«ИИ разрушает нашу свободу воли»
Искусственный интеллект
Южная Корея запретит банкам проводить операции с криптовалютами
Блокчейн
Китай собирается создать в стране 290 «умных городов»
Умные города
Криптомания привела к рекордному росту эфира и лайткойна
Криптовалюты
ЗОЖ предотвращает смертность раковых больных на 40%
Борьба с раком