ម៉ាស៊ីនដែលប្រើប្រេងឥន្ធនៈ - ព័ត៌មាន។ ការកោះហៅបិសាចពី 150 ឆ្នាំមុន

តើព័ត៌មានអាចក្លាយជាប្រភពថាមពលបានទេ? អ្នកស្រាវជ្រាវនៅសាកលវិទ្យាល័យ Simon Fraser ក្នុងប្រទេសកាណាដា បានបង្កើតម៉ាស៊ីនដែលមានល្បឿនលឿនបំផុត ដែលពួកគេអះអាងថា "ធ្វើសកម្មភាពលើព័ត៌មាន"។ តាមគំនិតរបស់ពួកគេ នេះគឺជារបកគំហើញមួយក្នុងការស្វែងរកប្រភេទឥន្ធនៈថ្មី។

លទ្ធផលស្រាវជ្រាវលើប្រធានបទនេះត្រូវបានបោះពុម្ពផ្សាយនៅក្នុង Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS)។ នៅក្នុងអត្ថបទនេះយើងនឹងរៀនពីរបៀប អ្នកវិទ្យាសាស្ត្របានបំប្លែងចលនានៃម៉ូលេគុលទៅជាថាមពលដែលបានរក្សាទុកបន្ទាប់មកប្រើដើម្បីគ្រប់គ្រងឧបករណ៍។

គំនិតនៃប្រព័ន្ធបែបនេះដែលនៅ glance ដំបូងហាក់ដូចជាបំពានច្បាប់នៃរូបវិទ្យាត្រូវបានស្នើឡើងជាលើកដំបូងដោយអ្នកវិទ្យាសាស្ត្រស្កុតឡេននៅឆ្នាំ 1867 ។ ការពិសោធន៍ផ្លូវចិត្តដែលគេស្គាល់ថាជា "បិសាចរបស់ Maxwell" គឺជាម៉ាស៊ីនសម្មតិកម្មដែលអ្នកខ្លះគិតថាអាចបើកអ្វីមួយដូចជាម៉ាស៊ីនចលនាអចិន្រ្តៃយ៍ ឬនិយាយម្យ៉ាងទៀត បង្ហាញពីអ្វីដែលអាចខូចបាន។ ច្បាប់ទីពីរនៃទែរម៉ូឌីណាមិក និយាយអំពីការកើនឡើងនៃ entropy នៅក្នុងធម្មជាតិ។

ដែលនឹងគ្រប់គ្រងការបើក និងបិទទ្វារតូចមួយរវាងបន្ទប់ឧស្ម័នទាំងពីរ។ គោលដៅរបស់បិសាចគឺដើម្បីបញ្ជូនម៉ូលេគុលឧស្ម័នដែលមានចលនាលឿនទៅក្នុងបន្ទប់មួយ ហើយផ្លាស់ទីយឺតៗចូលទៅក្នុងបន្ទប់មួយទៀត។ ដូច្នេះ បន្ទប់មួយនឹងក្តៅជាង (មានភាគល្អិតលឿនជាង) និងមួយទៀតត្រជាក់ជាង។ បិសាចនឹងបង្កើតប្រព័ន្ធមួយដែលមានសណ្តាប់ធ្នាប់ និងថាមពលបង្គរច្រើនជាងប្រព័ន្ធដែលវាបានចាប់ផ្តើមដោយមិនចាំបាច់ចំណាយថាមពលណាមួយ ពោលគឺ វានឹងជួបប្រទះការថយចុះនៃ entropy ។

1. គ្រោងការណ៍នៃម៉ាស៊ីនព័ត៌មាន

ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយការងាររបស់អ្នករូបវិទ្យាហុងគ្រី លោក Leo Sillard ពីឆ្នាំ 1929 ដល់ បិសាច Maxwell បានបង្ហាញថាការពិសោធន៍គិតមិនបំពានច្បាប់ទីពីរនៃទែរម៉ូឌីណាមិកទេ។ Szilard បានប្រកែកថា បិសាចត្រូវតែហៅចំនួនថាមពលជាក់លាក់មួយ ដើម្បីស្វែងយល់ថាតើម៉ូលេគុលក្តៅ ឬត្រជាក់។

ឥឡូវនេះអ្នកវិទ្យាសាស្ត្រមកពីសាកលវិទ្យាល័យកាណាដាបានបង្កើតប្រព័ន្ធមួយដែលដំណើរការលើគំនិតនៃការពិសោធន៍គំនិតរបស់ Maxwell ដោយបង្វែរព័ត៌មានទៅជា "ការងារ" ។ ការរចនារបស់ពួកគេរួមមានគំរូនៃភាគល្អិតដែលលិចក្នុងទឹក និងភ្ជាប់ទៅនឹងនិទាឃរដូវដែលនៅក្នុងវេនត្រូវបានភ្ជាប់ទៅនឹងដំណាក់កាលដែលអាចផ្លាស់ទីឡើងលើ។

អ្នកវិទ្យាសាស្ត្រដើរតួនាទីមួយ។ បិសាច Maxwellមើលភាគល្អិតផ្លាស់ទីឡើងលើ ឬចុះក្រោម ដោយសារចលនាកម្ដៅ ហើយបន្ទាប់មកផ្លាស់ទីឈុតឡើងលើ ប្រសិនបើភាគល្អិតលោតឡើងដោយចៃដន្យ។ ប្រសិនបើវាលោតចុះពួកគេកំពុងរង់ចាំ។ ក្នុងនាមជាអ្នកស្រាវជ្រាវម្នាក់គឺ Tushar Saha ពន្យល់នៅក្នុងការបោះពុម្ភផ្សាយថា "វាបញ្ចប់ដោយការលើកប្រព័ន្ធទាំងមូល (ឧទាហរណ៍ ការកើនឡើងនៃថាមពលទំនាញ - ed. note) ដោយប្រើតែព័ត៌មានអំពីទីតាំងនៃភាគល្អិត" (1) ។

2. ម៉ាស៊ីនព័ត៌មាននៅក្នុងមន្ទីរពិសោធន៍

ជាក់ស្តែង ភាគល្អិតបឋមគឺតូចពេកក្នុងការជាប់នឹងនិទាឃរដូវ ដូច្នេះប្រព័ន្ធពិត (2) ប្រើឧបករណ៍ដែលគេស្គាល់ថាជាអន្ទាក់អុបទិក - ជាមួយនឹងឡាស៊ែរដើម្បីអនុវត្តកម្លាំងទៅភាគល្អិតដែលក្លែងធ្វើកម្លាំងដែលធ្វើសកម្មភាពនៅនិទាឃរដូវ។

តាមរយៈការដំណើរការឡើងវិញដោយមិនអូសភាគល្អិតដោយផ្ទាល់ នោះភាគល្អិតបានកើនឡើងដល់ "កម្ពស់កាន់តែច្រើន" ដោយប្រមូលផ្តុំនូវថាមពលទំនាញមួយចំនួនធំ។ យ៉ាងហោចណាស់ នោះគឺជាអ្វីដែលអ្នកនិពន្ធនៃការពិសោធន៍និយាយ។ បរិមាណថាមពលដែលបង្កើតដោយប្រព័ន្ធនេះគឺ "អាចប្រៀបធៀបទៅនឹងម៉ាស៊ីនម៉ូលេគុលនៅក្នុងកោសិការស់" និង "អាចប្រៀបធៀបទៅនឹងបាក់តេរីដែលមានចលនាលឿន" សមាជិកក្រុមផ្សេងទៀតពន្យល់។ Yannick Erich.