Вчені створили демона Максвелла

Фізики з Росії, Фінляндії та США створили автономного штучного демона Максвелла. Демон вперше створений за допомогою нанотехнологій в лабораторних умовах. Результати своїх досліджень автори опублікували в журналі Physical Review Letters.

Уявний експеримент з демоном запропонував у 1867 році шотландський фізик Джеймс Клерк Максвелл. Науковець таким чином хотів звернути увагу на парадокс другого постулату термодинаміки, згідно до якого ентропія замкнутої системи не зменшується. У своєму уявному експерименті Максвелл взяв закритий балон з газом і розділив його на дві частини внутрішньою стінкою з невеликим люком. Відкриваючи й закриваючи його, демон Максвелла поділяє швидкі (гарячі) та повільні (холодні) частинки. Це призводить до того, що в балоні з газом створюється різниця температур, а тепло передається від більш холодного газу до більш гарячого, що порушує другий закон термодинаміки.

Вчені створили систему, засновану на одноелектронному транзисторі, що утворює невеликий мідний острів, підключений до двох надпровідних алюмінієвих виходів. Демон Максвелла контролює рух електронів через транзистор. Коли частинка знаходиться на острові, демон притягує її позитивним зарядом. Якщо електрон залишає острів, демон відштовхує його за допомогою негативного заряду, що призводить до зниження температури системи.

Lenta.ru

Всі маніпуляції демон здійснює в автономному режимі, його поведінка визначається транзистором. Зміни температури вказують на кореляцію між ним і системою, тому це виглядає так, ніби демон Максвелла знає про стан системи і спроможний нею управляти.

Електронний демон дозволяє проводити велику кількість операцій вимірювання за невеликий проміжок часу. Крім того, низькі температури дають можливість реєструвати надзвичайно малі зміни температури.

Раніше повідомлялося про те, що вчені провели експеримент з котом Шредінгера в масштабі більше 50 сантиметрів. У ході експерименту вчені змогли домогтися того, що атоми рубідію перебували одночасно в двох точках, віддалених один від одного на відстань 54 сантиметри.