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.

Загрузка...
Подписывайтесь на наши каналы в Telegram

«Хайтек» - новости онлайн по мере их появления

«Хайтек» Daily - подборки новостей 3 раза в день

Как через 20 лет будет выглядеть армия будущего
Тренды
5 финансовых инструментов, которые помогут инвесторам даже после падения криптовалюты
Тренды
Александр Лямин, Qrator Labs: наша задача — выработать у людей цифровую гигиену, чтобы они «не ели с помойки»
Кейсы
Эдуард Фош Вильяронга: люди видят в роботе только внешность, забывая, что он следит за ними
Тренды
Доктор Куэй Во-Райнард, HIT Foundation: если страна требует суверенитета данных, мы построим для нее отдельный блокчейн
Кейсы
Идеи
«Хакинтош»: как собрать свой собственный Mac лучше, чем у Apple
Роботы против мигрантов: какой вклад в ксенофобию и расизм делают технологии ИИ
Тренды
Война скриптов — искусственный интеллект против навязчивой рекламы
Тренды
Как заново изобрести супермаркет: осознанность потребления, этика производства и роботы
Тренды
Каждый человек станет сам себе банком: цифровой мир отказывается от посредников между бизнесом и клиентом
Тренды
Архитектор вычислительной инфраструктуры «Платона» Александр Варламов — о будущем ИТ-индустрии в России, стартапах и разработке
Кейсы
Дмитрий Богданов, капитан сборной России по CS:GO — о стиле жизни киберспортсмена, тренировках и блокировках РКН
Тренды
Идеи
Космос — наш дом: что осталось решить ученым, чтобы поселить человека за пределами Земли
Прайсинг, трекинг, скоринг, биллинг и другие технологии, которые двигают российский бизнес
Тренды
Кейсы
«Педиатр 24/7»: как телемед-стартап подарил родителям спокойствие, а врачам — работу
Вас снова обманули: как человечество учит компьютеры определять фейки в интернете
Тренды
БиСи Бирман, Heavy Projects: ИИ должен иметь несовершенства — это элемент случая
Мнения
Артем Геллер, lab.ag: делая сервис для государства, ты помогаешь своей бабушке
Мнения
Акселераторы и инкубаторы: что выбрать стартапу на раннем этапе развития
Мнения
Вопрос доверия: как и почему изменилось отношение к телемедицине в России
Тренды
Правительственные криптопесочницы: как освободить финтех от давления закона и защитить потребителей
Тренды
Роман Нестер, Segmento: я верю корпорациям больше, чем маленьким компаниям
Кейсы
Суперагенты в недвижимости: как блокчейн и большие данные заменяют риелторов
Тренды
СМИ будущего: вертикальные видео, новости по запросу и смерть сайтов
Тренды
Сет Стивенс-Давидовиц: у людей гораздо больше непристойных и скверных мыслей, чем мы думали
Мнения
Тренды
Колонизация отменяется: почему терраформирование невозможно на Марсе
Умные города подвергают своих жителей опасности из-за датчиков освещения и радиации
Тренды
Геронтолог Обри ди Грей: жизнь длиной в тысячу лет — это побочный эффект поиска вечного здоровья
Мнения
Биоценоз в фарме: зачем нужна альтернатива антибиотикам и как работают лекарства нового поколения
Тренды
Чарльз Адлер, co-founder Kickstarter: я — панк-рокер, который раздвигает границы
Кейсы
Как ИИ меняет медицину: личный помощник для врачей, маршрутизатор в клиниках и разработчик лекарств
Кейсы
Эдвин Диндер, Huawei Technologies: умный город — это ничто
Мнения
«Если изобретение с ИИ не приносит пользу, сам продукт никому не нужен»
Мнения
Feature engineering: шесть шагов для создания успешной модели машинного обучения
Тренды
Мнения
Человек — это набор из пяти чисел: Игорь Волжанин, DataSine — о психотипировании с помощью big data
Карло Ратти, Senseable City Laboratory (MIT) — о городах будущего, третьей коже человека и роболодках
Тренды
Мы все — сенсоры: CEO SQream Ами Галь — о том, как обрабатывают big data
Кейсы
Что такое скрапинг: как Amazon, Walmart и другие ритейлеры используют ботов в борьбе с конкурентами
Идеи
Почему китайские подлодки-беспилотники станут самым опасным врагом под водой?
Идеи
Филипп Роуд, LSE Cities: самый кошмарный сценарий — беспилотники, ездящие по городу, чтобы не платить за парковку
Мнения
Юрий Корженевский — о том, как построить безопасные системы для банков на блокчейне
Блокчейн
Иннополис
Russian Robot Olympiad: как дети строят роботов и решают реальные инженерные проблемы
Тренды
MyGenetics: ДНК-тесты, помогающие «взломать» организм, как компьютер
Trade-to-Mine: как биржи привлекают трейдеров в условиях падения рынка
Блокчейн
Дмитрий Фадин, 3D Bioprinting Solutions — о будущем биопринтинга и печати органов в космосе
Мнения
IoT изменит все: какие умные технологии принесут бизнесу экономию, безопасность и инновации
Тренды
Как высокие технологии побуждают нас покупать билеты и туристические услуги
Тренды
Чем плоха Кремниевая долина для IT-стартапов из России: дорого, неудобно и нет транспорта
Мнения
Жить по-умному: как защитить свой дом и не бояться киберугроз
Умный дом