27 сентября 2010 года группа японских учёных под руководством Соити Тоябэ (Shoichi Toyabe) опубликовала результаты интересного эксперимента, который служит доказательством практической возможности превращения информации в энергию по принципу гипотетической машины Силарда. Под воздействием постоянного фидбек-контроля (меняя два электромагнитных поля) учёным удалось заставить частицу полистирола подниматься по спиральной лестнице, получая энергию от броуновского движения молекул в окружающем воздухе.
На иллюстрации из научной работы изображён демон Максвелла, который якобы помогает в эксперименте.
Научная работа “Information heat engine: converting information to energy by feedback control” лежит в открытом доступе, можете ознакомиться с экспериментом.
Собственно, суть опыта показана на диаграмме. Два электромагнитных поля с частотой колебаний 1 МГц. Передвижение частицы отслеживалось видеокамерой на микроскопе (каждые 1,1 мс, экспозиция 0,3 мс), и каждый раз при запрыгивании на новую ступеньку лестницы менялось направление электрических полей, чтобы частица не скатилась назад. Потом броуновское движение забрасывало её на следующую ступеньку лестницы — и так далее.
В итоге «горячие» молекулы собираются в одной части лестницы, а «холодные» остаются внизу, хотя изначально равновесная термодинамическая система не получала никакой энергии извне. Её не подогревали и не подсвечивали. Система получала извне только информацию о направлении электромагнитных полей (грубо говоря, 0 или 1).
Получается, что японцы сделали первый двигатель, способный превращать информацию в энергию. По мнению специалистов, это изобретение произведёт настоящую революцию в области энергопитания наномашин.
Краткая историческая справка. В 1929 году американский ядерный физик Лео Силард описал теоретическую конструкцию (машина Силарда), в которой гипотетическое разумное существо микроскопического размера (демон Максвелла) качает энергию из изотермической среды и превращает её в работу.
После ожесточённых дебатов, которые продолжались 80 лет, физики пришли к мнению, что демоны Максвелла всё-таки не нарушают Второе начало термодинамики. Таким образом, машина Силарда в принципе может быть создана в реальности. Однако, проведённые опыты до сих пор не давали чёткого подтверждения этой гипотезы.
Источник: http://habrahabr.ru/blogs/nano/105296/
