Создан двигатель, работающий на новом виде топлива — информации

Канадские ученые из Университете Саймона Фрезера разработали информационный двигатель, который способен преобразовывать хаотичное колебание микроскопических частиц в энергию. Разработка такого двигателя способна привести к существенному прогрессу в скорости и стоимости компьютеров и бионанотехнологий.

Двигатели такого типа впервые были предложены еще 150 лет назад, но только недавно их научились создавать на практике. Эксперименты последних лет показали, что границу, проведенную вторым законом термодинамики, можно перейти, если двигатель сможет получать информацию из окружающей среды и превращать ее в работу. Эти «информационные двигатели» можно реализовать благодаря фундаментальной связи информации и термодинамики.

«Мы захотели понять, насколько быстро информационный двигатель может работать и сколько энергии получать, так что мы создали один такой», — сообщили ученые.

Информационный двигатель, созданный учеными состоит из микроскопической частицы, погруженной в воду и соединенной с пружиной, которая закреплена на подвижной платформе. Тепловое движение заставляет частицу перемещаться вверх и вниз. Когда ученые наблюдают скачок вверх, они двигают платформу вверх. При обратном движении — ждут. Таким образом, вся система использует только информацию о положении частицы.

Повторяя эту процедуру, двигатель поднял частицу на «большую высоту и, соответственно, сохранил значительный объем гравитационной энергии», не толкая частицу непосредственно. Он просто переносил частицу, получая работу из информации о случайных температурных колебаниях.

В процессе теоретического анализа системы ученые обнаружили любопытное соотношение между массой частицы и средним временем прыжка. Тогда как более тяжелые частицы могут накапливать больше гравитационной энергии, они обычно дольше поднимаются вверх. Использовав это открытие, они смогли оптимизировать свойства двигателя, увеличить его производительность в десять раз и достигнуть мощности, сравнимой с молекулярным аппаратом живых клеток, и скорости, сравнимой с быстро плавающими бактериями.