Физики создали демона Максвелла

Физики из Финляндии, России (Иван Хаймович из Института физики микроструктур Российской академии наук) и США создали автономный искусственный демон Максвелла. Результаты своих исследований авторы опубликовали в журнале Physical Review Letters, а кратко о них сообщается на сайте Университета Аалто.Мысленный эксперимент с демоном предложил в 1867 году шотландский физик Джеймс Клерк Максвелл. Ученый таким образом хотел обратить внимание на кажущийся парадокс второго постулата термодинамики, согласно которому энтропия замкнутой системы не уменьшается.В своем мысленном эксперименте Максвелл взял закрытый баллон с газом и разделил его на две части внутренней стенкой с небольшим люком. Открывая и закрывая его, демон Максвелла разделяет быстрые (горячие) и медленные (холодные) частицы друг от друга.Это приводит к тому, что в баллоне с газом создается разность температур, а тепло передается от более холодного газа к более горячему. При наивном рассмотрении можно подумать, что парадокс означает нарушение второго закона термодинамики. Парадокс был разрешен физиком Лео Силардом в 1929 году.Созданная учеными система основана на одноэлектронном транзисторе, который образует небольшой медный остров, подключенный к двум свехпроводящим алюминиевым выводам. Демон Максвелла контролирует движение электронов через транзистор.Когда частица находится на острове, демон притягивает ее положительным зарядом. В случае, если электрон покидает остров, демон отталкивает его при помощи отрицательного заряда, что приводит к понижению температуры системы.Электронный демон позволяет проводить большое количество операций измерения за небольшой промежуток времени. Кроме того, низкие температуры, в которых функционирует система, позволяют регистрировать чрезвычайно малые изменения температуры.Физики впервые при помощи нанотехнологий создали демона Максвелла в условиях лаборатории. С помощью своей установки ученые надеются изучать микроскопические явления в термодинамике. Установка также может найти применение в кубитах для квантовых компьютерах.