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
К концу года мощность солнечной энергетики Китая достигнет 50 ГВт
Тренды
Тренды
Amazon станет первой в мире компанией, которая стоит $1 трлн
Молекулы-самоубийцы могут защитить нас от рака
Борьба с раком
Blue Origin впервые провела огневые испытания своего двигателя BE-4
Частный космос
Toyota Sora — новый водородный автобус для гостей Олимпийских игр
Транспорт будущего
Ученые создали двумерный «идеальный» транзистор
Новая электроника
Huawei добилась 20 Гбит/с в испытаниях 5G Dual Connectivity
Переход на 5G
Сингапурские ученые делают фотоэлементы из меди, цинка и олова
Энергия солнца
Транспорт будущего
Маск купил еще одну буровую машину и роет тоннель в Вашингтон
В Швеции выбрали место для строительства конкурента Gigafactory
Тренды
Россия получила рекордное количество медалей на World Skills 2017
Кейсы
Эндрю Ын возглавил стартап, разрабатывающий чатбота-психотерапевта
Кейсы
Блокчейн может трансформировать сферу туризма
Блокчейн-технологии
Водоросли помогли улучшить органические солнечные элементы
Солнечная энергия
Veo Robotics переложит тяжелый труд на плечи роботов
Робототехника
Блокчейн и криптовалюты совершат революцию в БОД
Соцпособия будущего
Flare — камера слежения с ИИ для умного дома
Умный дом
Разработана компьютерная память молекулярного уровня
Компьютерная память
Астрофизика
5 открытий в сфере гравитационных волн, которые изменили астрофизику
4 фактора, которые преобразят IoT
Интернет вещей
Синтезирован препарат, эффективно подавляющий ВИЧ
Лечение ВИЧ
«Вертолеты России» покажут электрический конвертоплан в 2019 году
Городская авиация
Идеи
Toyota создала водородный минивэн с дальностью хода 1000 км
Число криптовалютных хедж-фондов перевалило за сотню
Тренды
В США стартует первый государственный эксперимент с выплатой БОД
Тренды
В Китае открыли роботизированную промзону за $300 млн
Промышленная робототехника
В Канаде начали тестировать робомобили на дорогах общего пользования
Беспилотные автомобили
В Шотландии запущена первая плавучая ветровая ферма
Ветровая энергетика
Робот-садовник поливает и защищает растения от вредителей
Робототехника
Виталик Бутерин: «Центробанкам еще далеко до введения криптовалют»
Криптовалюты
Электромопед от Honda станет домашней системой хранения энергии
Электромотоциклы
Eviation обещает запустить авиационный Uber в 2019 году
Электроавиация
Роберт Уразов: «На смену дипломам приходят паспорта навыков»
Тренды
Биосфера
Ученые не могут объяснить резкое сокращение числа летающих насекомых
Китай выпустит 1 млн электромобилей в 2018 году
Электромобили
ИИ от DeepMind стал гроссмейстером по игре го за 3 дня
Искусственный интеллект
Центробанк Бразилии признал биткойн финансовой пирамидой
Криптовалюты
«Мозги» беспилотной системы Apple размещаются на крыше автомобиля
Беспилотный транспорт
Новое открытие приближает появление квантовых компьютеров
Нанотехнологии
В 2018 году Baidu запустит в Китае беспилотный автобус
Беспилотный транспорт
Garmin Speak — умный автонавигатор с Alexa
Умный автомобиль
Беспилотный транспорт
Daimler показала, на что способны ее беспилотные грузовики
11 главных инженерных инноваций 2017 года
Рейтинг лучших
Электробайки Zero станут в 2018 году быстрее, мощнее, выносливее
Транспорт будущего
Samsung хочет подключить всю бытовую технику к IoT
Интернет вещей
Полиция Лос-Анджелеса начнет использовать дронов
Тренды
«Нельзя управлять экономикой, имея только бакалавров и магистров»
Кейсы
Тренды
Amazon начал продавать и доставлять целые дома
Baidu планирует захватить рынок ИИ
Искусственный интеллект