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 2 раза в день

перейдите по одной из ссылок и нажмите кнопку Join
Стартап Made in Space напечатал радиационный щит прямо на борту МКС
Обитаемый космос
В 2018 году мировая солнечная энергетика прибавит 100 ГВт
Мнения
Глава Ford: «До полноценных робомобилей пока далеко»
Мнения
Искусственная матка будет создана после 2020 года
Идеи
Тренды
Все, что нужно знать про биткойн
Изобретена резина, которая не боится проколов
Новые материалы
Разработан метод стирания страшных воспоминаний
Идеи
Тайвань просит Tesla построить на острове хранилище энергии
Хранение энергии
Военные дроны
Оружейная компания установила на квадрокоптер пулемет
США установили рекорд по числу проданных роботов
Кейсы
Toyota запатентовала невидимые боковые стойки
Автомобили будущего
Солнечные стеклоблоки обещают революцию в строительстве
Идеи
В Казани пройдет IoT World Summit Russia 2017
Тренды
Hyundai представила водородный кроссовер нового поколения
Электромобили
Микроботы с антибиотиками вылечили желудочную инфекцию
Идеи
Nikola Motor займется солнечными панелями в подражание Tesla
Тренды
Fiat Chrysler вошел в консорциум по разработке робомобилей
Беспилотный транспорт
На орбите Земли появятся биткоин-спутники
Биткоины
Ричард Брэнсон: «Государства способны платить людям БОД»
Мнения
Идеи
Гидропонная ферма выращивает 54 тонны томатов в неделю
Китай отказался от строительства угольных электростанций на 150 ГВт
Кейсы
iPhone сможет проводить экскурсии в AR
Тренды
Разработчики приложений для Alexa начнут получать за них деньги
Кейсы
Pelecoin теперь позволяет майнить сразу несколько криптовалют
Криптовалюты
В Швейцарии начнут продавать бургеры из насекомых
Еда будущего
Электромотоциклы
Концерн «Калашников» представил электромотоцикл для полиции
Почему в Японии не боятся роботов, отнимающих рабочие места
Роботизация
Рынок хранения электроэнергии в США вырастет в десять раз к 2020 году
Хранение энергии
На Google Home появились бесплатные звонки по США и Канаде
Тренды
Ученые повысили точность анализа крови на наличие рака
Борьба с раком
Ford представил электрический фургон для DHL
Кейсы
Waymo запатентовала автомобиль с кнопкой вместо руля
Беспилотные автомобили
Гибкий ионистор заменит батареи в фитнес-браслетах
Новые материалы
Криптовалюты
«Биткойн мог бы стать мировой резервной валютой, но не станет»
Пекинский стартап выпустил программируемого робота-гексопода
Робототехника
Чистая энергия
Энергетические стартапы в США продают электромобили по цене Lada Vesta
«Роботы разрушат социум бедных стран и вызовут волну миграции»
Образование будущего
«Квантовый интернет появится к 2030 году»
Мнения
Соцсеть на блокчейне платит пользователям за посты
Идеи
Страховая компания раздаст клиентам смартчасы Apple
Тренды
Tesla установит в домах розетки для электромобилей
Тренды
Стартап создаст самый большой «зеленый» дата-центр в мире
Идеи
RFID-метки сделают дешевле технологии умного города
Умный город
Оксфордские ученые открыли новый метод 3D-печати живых тканей
Идеи
Новая камера оснастит 3D-зрением смартфоны и робомобили
Виртуальная реальность
Эндрю Ын запускает ИИ-фонд на $150 млн
Искусственный интеллект
Изобретен материал, который охлаждает себя сам
Материалы будущего
Samsung запатентовал Galaxy Note со встроенным алкотестером
Тренды
Беспилотный транспорт
Российская компания показала испытания беспилотного комбайна
Кейсы
Лондон станет первым в мире городом — национальным парком
Умные замки LockState заблокировались после обновления ПО
Кейсы
Uber обновил версию своего приложения для бизнеса
Тренды