Ученые создали демона Максвелла

Физики из России, Финляндии и США создали автономного искусственного демона Максвелла. Демон впервые создан посредством нанотехнологий в лабораторных условиях. Результаты своих исследований авторы опубликовали в журнале Physical Review Letters.

Мысленный эксперимент с демоном предложил в 1867 году шотландский физик Джеймс Клерк Максвелл. Ученый таким образом хотел обратить внимание на кажущийся парадокс второго постулата термодинамики, согласно которому энтропия замкнутой системы не уменьшается. В своем мысленном эксперименте Максвелл взял закрытый баллон с газом и разделил его на две части внутренней стенкой с небольшим люком. Открывая и закрывая его, демон Максвелла разделяет быстрые (горячие) и медленные (холодные) частицы. Это приводит к тому, что в баллоне с газом создается разность температур, а тепло передается от более холодного газа к более горячему, что нарушает второй закон термодинамики.

Ученые создали систему, основанную на одноэлектронном транзисторе , образующем небольшой медный остров, подключенный к двум сверхпроводящим алюминиевым выводам. Демон Максвелла контролирует движение электронов через транзистор. Когда частица находится на острове, демон притягивает ее положительным зарядом. Если электрон покидает остров, демон отталкивает его при помощи отрицательного заряда, что приводит к понижению температуры системы.

Lenta.ru

Все манипуляции демон совершает в автономном режиме, его поведение определяется транзистором. Изменения температуры указывают на корреляцию между ним и системой, поэтому это выглядит так, как будто демон Максвелла знает о состоянии системы и способен ею управлять.

Электронный демон позволяет проводить большое количество операций измерения за небольшой промежуток времени. Кроме того, низкие температуры дают возможность регистрировать чрезвычайно малые изменения температуры.

Ранее сообщалось о том, что ученые провели эксперимент с котом Шредингера в масштабе более 50 сантиметров. В ходе эксперимента ученые смогли добиться того, что атомы рубидия находились одновременно в двух точках, удаленных друг от друга на расстояние 54 сантиметра.