Учёные научились преобразовывать информацию в энергию 22.12.2010

Японские физики поставили эксперимент, в котором наглядно показали увеличение внутренней энергии системы лишь с помощью информации о ней. Возможность получения энергии из информации впервые показал в 1867 г. шотландский математик и физик-теоретик Джеймс Клерк Максвелл. Он предложил мысленный эксперимент, в котором гипотетическое существо, названное после демоном Максвелла, используя лишь информацию, могло бы изменять внутреннюю энергию системы. Сосуд с газом разделяется перегородкой, а демон Максвелла играет роль вентиля, пропуская на одну сторону быстрые (горячие) молекулы газа и не пропуская медленные (холодные). Спустя какое-то время в разных частях сосуда скопились бы горячий и холодный газ, что подразумевает убывание энтропии системы и даёт возможность использовать разность температур для получения энергии.

Существует множество теоретических реализаций использования демона Максвелла, суть которых заключается в получении энергии из информации. Японским учёным под руководством Масаки Сано (Masaki Sano) из Токийского университета (University of Tokyo) удалось провести эксперимент Максвелла на практике. Исследователи создали миниатюрную модель винтовой лестницы, по которой бы перемещались молекулы.

В качестве ступенек такой лестницы выступало электрическое поле, блокирующее перемещение молекул «вниз» по лестнице и не препятствующее их подъёму и соответствующему накоплению потенциальной энергии. Учёные использовали высокоскоростную камеру, отслеживая движение молекул вверх и блокируя их движение вниз. В итоге исследователям удалось поднять потенциальную энергию молекул, используя лишь информацию об их движении и не прикладывая дополнительной энергии.

Кроме того, авторам эксперимента удалось измерить величину конвертации информации в энергию. Переведя получаемую видеоинформацию в биты, исследователи заявили, что в их эксперименте один бит конвертировался в 3 x 10–21 Дж энергии.

http://www.nature.com/