מנוע שמשתמש בדלק - מידע. זימון שד מלפני 150 שנה
האם מידע יכול להפוך למקור אנרגיה? חוקרים מאוניברסיטת סיימון פרייזר בקנדה פיתחו מנוע מהיר במיוחד שלטענתם "פועל על מידע". לדעתם מדובר בפריצת דרך בחיפוש אחר סוגי דלק חדשים.
תוצאות מחקר בנושא זה פורסמו ב-Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS). במאמר זה נלמד כיצד מדענים המירו את התנועה של מולקולות לאנרגיה מאוחסנתלאחר מכן משמש לשליטה במכשיר.
הרעיון של מערכת כזו, שבמבט ראשון נראה שהיא מפרה את חוקי הפיזיקה, הוצע לראשונה על ידי מדען סקוטי בשנת 1867. הניסוי המנטלי המכונה "השד של מקסוול" הוא מכונה היפותטית שחלק חושבים שיכולה לאפשר משהו כמו מכונת תנועה מתמדת, או במילים אחרות, להראות מה ניתן לשבור. החוק השני של התרמודינמיקה מדברים על העלייה באנטרופיה בטבע.
שתשלוט בפתיחה ובסגירה של דלת זעירה בין שני תאי הגזים. המטרה של השד תהיה לשלוח מולקולות גז הנעות במהירות לתוך תא אחד ואלה הנעות לאט לתוך חדר אחר. לפיכך, תא אחד יהיה חם יותר (מכיל חלקיקים מהירים יותר) והשני קר יותר. השד יצור מערכת עם יותר סדר ואנרגיה מצטברת מזו שהוא התחיל איתה מבלי להוציא אנרגיה כלשהי, כלומר, יש להניח שהוא יחווה ירידה באנטרופיה.
1. סכימה של מנוע המידע
עם זאת, עבודתו של הפיזיקאי ההונגרי ליאו סילארד מאז 1929 השד מקסוול הראה שהניסוי המחשבתי לא הפר את החוק השני של התרמודינמיקה. השד, טען סילארד, חייב לזמן כמות מסוימת של אנרגיה כדי להבין אם המולקולות חמות או קרות.
כעת בנו מדענים מאוניברסיטה קנדית מערכת שפועלת על הרעיון של ניסוי המחשבה של מקסוול, והופכת מידע ל"עבודה". העיצוב שלהם כולל דגם של חלקיק שקוע במים ומחובר למעיין, שבתורו מחובר לבמה, הניתנת להזזה למעלה.
מדענים לוקחים על עצמם תפקיד השד מקסוול, ראה את החלקיק זז למעלה או למטה עקב תנועה תרמית, ולאחר מכן הזיז את הסצנה למעלה אם החלקיק קופץ למעלה באקראי. אם זה קופץ למטה, הם מחכים. כפי שמסביר אחד החוקרים, טושאר סהא, בפרסום, "הדבר מסתיים בהרמת המערכת כולה (כלומר, עלייה באנרגיית הכבידה - הערה) תוך שימוש רק במידע על מיקומו של החלקיק" (1).
2. מכונת מידע במעבדה
ברור שהחלקיק היסודי קטן מכדי להיצמד לקפיץ, ולכן המערכת האמיתית (2) משתמשת בכלי המכונה מלכודת אופטית - עם לייזר כדי להפעיל כוח על החלקיק המדמה את הכוח הפועל על הקפיץ.
על ידי חזרה על התהליך מבלי לגרור ישירות את החלקיק, החלקיק התרומם ל"גובה רב יותר", צבר כמות גדולה של אנרגיית כבידה. כך לפחות אומרים מחברי הניסוי. כמות האנרגיה שנוצרת על ידי מערכת זו "ניתנת להשוואה למנגנון המולקולרי בתאים חיים" ו"ניתנת להשוואה לחיידקים הנעים במהירות", מסביר חבר צוות אחר. יאניק אריך.
