Группа физиков создала электронного демона Максвелла

Группа физиков из России (Иван Хаймович из Института физики микроструктур Российской академии наук), Финляндии и США создали автономного искусственного демона Максвелла.

Изображения с сайта aalto.fi

В 1867 году Джеймс Клерк Максвелл предложил мысленный эксперимент с демоном. Таким образом ученый хотел обратить внимание на кажущийся парадокс второго постулата термодинамики, согласно которому энтропия замкнутой системы не уменьшается.

В мысленном эксперименте Максвелл брал закрытый баллон с газом и делил его на две части внутренней стенкой с люком, открывая и закрывая который, демон Максвелла разделяет быстрые (горячие) и медленные (холодные) частицы. Этот процесс 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.

В 1929 году парадокс был разрешен физиком Лео Силардом.

Разработанная учеными система основана на одноэлектронном транзисторе, который образует небольшой медный остров, подключенный к двум сверхпроводящим алюминиевым выводам. Демон Максвелла контролирует движение электронов через транзистор, сообщается на сайте Университета Аалто.

Если частица находится на острове, то демон притягивает ее положительным зарядом, а если электрон покидает остров, то демон отталкивает его при помощи отрицательного заряда, что приводит к понижению температуры системы.

Манипуляции демон выполняет в автономном режиме (поведение определяется транзистором). Изменения температуры указывают на корреляцию между ним и системой и все 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. Низкие температуры также дают возможность регистрировать чрезвычайно малые изменения температуры.