Двигатели такого типа впервые были предложены еще 150 лет назад, но только недавно их научились создавать на практике. Эксперименты последних лет показали, что предел, проведенный вторым законом термодинамики, можно преодолеть, если двигатель сможет получать информацию из окружающей среды и превращать ее в работу. Эти "информационные двигатели" можно реализовать благодаря фундаментальным связям информации и термодинамики.
Интересно TikTok запускает сервис для поиска работы для поколения Z
Как это работает
Информационный двигатель, разработанный в университете Саймона Фрэзера, 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.
Мы захотели понять, насколько быстро информационный двигатель может работать и сколько энергии получать, так что мы создали один такой,
– сказали исследователи.
Изучая разработку и подбирая правильные характеристики, они смогли увеличить производительность в десять раз.
Повторяя эту процедуру, двигатель поднял частичку на "большую высоту и, соответственно, сохранил значительный объем гравитационной энергии", не толкая частичку напрямую. Он переносил частицу, получая работу по информации о случайных температурных колебаниях.
В процессе анализа системы обнаружили интересное соотношение между массой частицы и средним временем прыжка. Тяжелые частицы могут накапливать больше гравитационной энергии, но они обычно дольше поднимаются вверх. Использовав это открытие, оптимизировали свойства двигателя и достигли мощности, сравнимой с молекулярным аппаратом живых клеток и скорости, сравнимой с быстро плавающими бактериями.
Сейчас разработка является лишь прототипом.