எரிபொருளைப் பயன்படுத்தும் இயந்திரம் - தகவல். 150 ஆண்டுகளுக்கு முன்பு ஒரு அரக்கனை வரவழைத்தல்

தகவல் ஆற்றல் மூலமாக மாற முடியுமா? கனடாவில் உள்ள சைமன் ஃப்ரேசர் பல்கலைக்கழக ஆராய்ச்சியாளர்கள் அதிவேக இயந்திரத்தை உருவாக்கியுள்ளனர், அதை அவர்கள் "தகவல் மீது செயல்படுகிறார்கள்" என்று கூறுகின்றனர். அவர்களின் கருத்துப்படி, புதிய வகை எரிபொருளைத் தேடுவதில் இது ஒரு திருப்புமுனை.

இந்த தலைப்பில் ஆராய்ச்சி முடிவுகள் தேசிய அறிவியல் அகாடமியின் (PNAS) செயல்முறைகளில் வெளியிடப்பட்டுள்ளன. இந்த கட்டுரையில், எப்படி என்பதைக் கற்றுக்கொள்வோம் விஞ்ஞானிகள் மூலக்கூறுகளின் இயக்கத்தை சேமிக்கப்பட்ட ஆற்றலாக மாற்றியுள்ளனர்பின்னர் சாதனத்தை கட்டுப்படுத்த பயன்படுத்தப்பட்டது.

முதல் பார்வையில் இயற்பியல் விதிகளை மீறுவதாகத் தோன்றும் அத்தகைய அமைப்பின் யோசனை, முதன்முதலில் 1867 இல் ஒரு ஸ்காட்டிஷ் விஞ்ஞானியால் முன்மொழியப்பட்டது. "மேக்ஸ்வெல்'ஸ் பேய்" என்று அழைக்கப்படும் மனப் பரிசோதனையானது ஒரு கற்பனையான இயந்திரமாகும், இது ஒரு நிரந்தர இயக்க இயந்திரம் போன்ற ஒன்றை அனுமதிக்கும் அல்லது வேறுவிதமாகக் கூறினால், உடைக்கக்கூடியவற்றைக் காட்டலாம் என்று சிலர் நினைக்கிறார்கள். வெப்ப இயக்கவியலின் இரண்டாவது விதி இயற்கையில் என்ட்ரோபி அதிகரிப்பு பற்றி பேசுங்கள்.

இது இரண்டு எரிவாயு அறைகளுக்கு இடையில் ஒரு சிறிய கதவைத் திறப்பதையும் மூடுவதையும் கட்டுப்படுத்தும். வேகமாக நகரும் வாயு மூலக்கூறுகளை ஒரு அறைக்கும் மெதுவாக நகரும் மூலக்கூறுகளை மற்றொரு அறைக்கும் அனுப்புவதே பேயின் குறிக்கோளாக இருக்கும். இதனால், ஒரு அறை வெப்பமாகவும் (வேகமான துகள்களைக் கொண்டிருக்கும்) மற்றொன்று குளிராகவும் இருக்கும். அரக்கன் எந்த ஆற்றலையும் செலவழிக்காமல் தொடங்கியதை விட அதிக ஒழுங்கு மற்றும் திரட்டப்பட்ட ஆற்றலுடன் ஒரு அமைப்பை உருவாக்கும், அதாவது அது என்ட்ரோபியில் குறைவை அனுபவிக்கும்.

1. தகவல் இயந்திரத்தின் திட்டம்

இருப்பினும், ஹங்கேரிய இயற்பியலாளரின் பணி லியோ சில்லார்ட் 1929 முதல் பேய் மேக்ஸ்வெல் சிந்தனைப் பரிசோதனையானது வெப்ப இயக்கவியலின் இரண்டாவது விதியை மீறவில்லை என்பதைக் காட்டியது. மூலக்கூறுகள் சூடாக இருக்கிறதா அல்லது குளிராக இருக்கிறதா என்பதைக் கண்டறிய, ஒரு குறிப்பிட்ட அளவு ஆற்றலை வரவழைக்க வேண்டும் என்று ஷிலார்ட் வாதிட்டார்.

இப்போது கனேடிய பல்கலைக்கழக விஞ்ஞானிகள் மேக்ஸ்வெல்லின் சிந்தனைப் பரிசோதனையின் யோசனையில் செயல்படும் ஒரு அமைப்பை உருவாக்கியுள்ளனர், இது தகவலை "வேலை" ஆக மாற்றுகிறது. அவற்றின் வடிவமைப்பில் தண்ணீரில் மூழ்கி ஒரு நீரூற்றுடன் இணைக்கப்பட்ட ஒரு துகள் மாதிரி அடங்கும், இது மேடையில் இணைக்கப்பட்டுள்ளது, அதை மேலே நகர்த்த முடியும்.

விஞ்ஞானிகள் ஒரு பாத்திரத்தை வகிக்கிறார்கள் பேய் மேக்ஸ்வெல், வெப்ப இயக்கத்தின் காரணமாக துகள் மேல் அல்லது கீழ் நகர்வதைப் பார்க்கவும், பின்னர் துகள் தோராயமாக மேலே குதித்தால் காட்சியை மேலே நகர்த்தவும். அது கீழே குதித்தால், அவர்கள் காத்திருக்கிறார்கள். ஆராய்ச்சியாளர்களில் ஒருவரான துஷார் சாஹா, வெளியீட்டில் விளக்குவது போல், "இது முழு அமைப்பையும் (அதாவது, ஈர்ப்பு சக்தியின் அதிகரிப்பு - எட். குறிப்பு) துகள்களின் நிலையைப் பற்றிய தகவல்களை மட்டுமே பயன்படுத்துகிறது" (1).

2. ஆய்வகத்தில் தகவல் இயந்திரம்

வெளிப்படையாக, அடிப்படை துகள் வசந்தத்தில் ஒட்டிக்கொள்ள மிகவும் சிறியது, எனவே உண்மையான அமைப்பு (2) ஒளியியல் பொறி எனப்படும் ஒரு கருவியைப் பயன்படுத்துகிறது - ஒரு லேசர் மூலம் துகள் மீது ஒரு சக்தியைப் பயன்படுத்துகிறது, இது வசந்தத்தில் செயல்படும் சக்தியை உருவகப்படுத்துகிறது.

துகளை நேரடியாக இழுக்காமல் செயல்முறையை மீண்டும் செய்வதன் மூலம், துகள் ஒரு "அதிக உயரத்திற்கு" உயர்ந்தது, அதிக அளவு ஈர்ப்பு சக்தியைக் குவித்தது. குறைந்தபட்சம், பரிசோதனையின் ஆசிரியர்கள் சொல்வது இதுதான். இந்த அமைப்பால் உருவாக்கப்படும் ஆற்றலின் அளவு "உயிருள்ள உயிரணுக்களில் உள்ள மூலக்கூறு இயந்திரங்களுடன் ஒப்பிடத்தக்கது" மற்றும் "வேகமாக நகரும் பாக்டீரியாவுடன் ஒப்பிடத்தக்கது" என்று மற்றொரு குழு உறுப்பினர் விளக்குகிறார். யானிக் எரிச்.