Физики воспроизвели известный мысленный эксперимент с демоном Максвелла

Ученые рассмотрели двухуровневую систему на основе ядерного спина атома углерода

Изображение: Alan Stonebraker / APS

Изображение: Alan Stonebraker / APS

Бразильские и британские физики воспроизвели известный мысленный эксперимент с демоном Максвелла. Представленная ими реализация может контролировать производство энтропии в неравновесной квантово-механической системе. Исследование опубликовано в журнале Physical Review Letters, кратко о нем сообщает издание Physics.

Ученые рассмотрели двухуровневую систему на основе ядерного спина атома углерода. Помещая первоначально равновесную систему в магнитное поле, физики добились ее перехода в неравновесное состояние. В нем при помощи механизма управления с обратной связью, играющего роль демона Максвелла, ученые получили контроль за производством энтропии и ее уменьшением.

Физики полагают, что методы, использованные ими в исследовании, найдут применение в управлении и повышении производительности тепловых машин будущего.

Мысленный эксперимент с демоном предложил в 1867 году шотландский физик Джеймс 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.

Это приводит к тому, что в баллоне с газом создается разность температур, а тепло передается от более холодного газа к более горячему, что нарушает второй закон термодинамики. Парадокс был разрешен физиком Лео Силардом в 1929 году.








Интересные новости
Вчені розповіли, чому «зірки-невдахи» часто самотніВчені розповіли, чому «зірки-невдахи» часто самотні
Вплине на вимірювання часу: танення льодовиків сповільнило обертання ЗемліВплине на вимірювання часу: танення льодовиків сповільнило обертання Землі
Блок рекламы


Похожие новости

Физики попытались переопределить энергию с помощью энтропии и объяснить чёрные дыры
Как физики доказали, что объективной реальности на самом деле не существует
Физики выяснили, как песчаная дюна обходит препятствие
Кремниевая революция: физики впервые смогли увидеть то, почему кремниевые элементы в батареях разрушаются так быстро
ESA создало оборудование для извлечения кислорода и воды из лунного грунта. Эксперименты оказались удачными
Свет можно превратить в материю — учёные это подтвердили экспериментально
Физики намагнитили материал без внешнего поля
Астрофизики математически описали гравитационное линзирование
Астрофизики создали «Звёздную кузницу», самую реалистичную 3D-симуляцию рождения звёзд
Группа из 15 французов ради эксперимента прожила 40 дней в пещере
Последние новости

Подгружаем последние новости