Demonul lui Maxwell: convertor de informații în energie. Ce este Demonul lui Maxwell și cum funcționează? Gaz rece, radiații calde

Ce s-a întâmplat " demonul lui Maxwell„Și de ce îngrijorează mintea marilor oameni de știință timp de un secol și jumătate? Este simplu. Oamenii de știință caută procese care să permită căldurii să se deplaseze de la corpuri mai puțin încălzite la corpuri mai fierbinți. Dar știm că căldura se poate deplasa doar din corpuri fierbinți la cele reci Aceasta se numește a doua lege a termodinamicii, care a fost contestată de „demonul lui Maxwell”.

Marele om de știință englez James Maxwell a încercat să rezolve această problemă în 1871. O anumită creatură fantastică, „demonul lui Maxwell”, poseda funcțiile unui mecanism similar. „Demonul lui Maxwell” are abilități atât de sofisticate încât poate urmări fiecare moleculă în mișcările sale și poate cunoaște viteza acesteia. Dacă luăm un vas împărțit în două părți printr-un perete despărțitor, iar „demonul lui Maxwell” stă la ușa din pereți despărțitori, îl putem forța să deschidă ușa numai în fața rapid sau numai în fața moleculelor lente. „Demonul lui Maxwell” va permite moleculelor rapide să treacă într-o parte a vasului și moleculelor lente în alta, apoi într-o parte a vasului atât temperatura, cât și presiunea vor fi mai mari decât în ​​cealaltă, adică vom primi un furnizare nelimitată de energie fără costul muncii. pentru un sistem format din părțile din dreapta și din stânga vasului, în starea inițială este mai mare decât în ​​starea finală, ceea ce contrazice principiul termodinamic al entropiei nedescrescătoare în sistemele închise.

Paradoxul este rezolvat dacă luăm în considerare un sistem închis care include „demonul lui Maxwell” și un vas. Pentru funcționarea „demonului lui Maxwell” este necesar să îi transferați energie de la o sursă terță parte. Datorită acestei energii, moleculele calde și reci din vas sunt separate. Datorită acestei energii are loc separarea moleculelor calde și reci din vas, adică trecerea la o stare cu entropie mai mică.

Odată cu dezvoltarea teoriei, s-a constatat că procesul de măsurare poate să nu conducă la o creștere a entropiei, cu condiția ca acesta să fie reversibil termodinamic. Cu toate acestea, în acest caz, demonul trebuie să-și amintească rezultatele măsurării vitezei (ștergerea lor din memoria demonului face ca procesul să fie ireversibil). Deoarece este finit, la un moment dat „demonul lui Maxwell” este forțat să ștergă rezultatele vechi, ceea ce duce în cele din urmă la o creștere a entropiei întregului sistem în ansamblu.

De multe ori oamenii de știință au demonstrat în mod convingător că „demonul lui Maxwell” este doar o glumă a marelui fizician. Într-adevăr, „demonul lui Maxwell” într-un vas cu două molecule nu este eficient; în jumătate din cazuri ar putea ajunge în orice parte a vasului. Dacă există multe molecule, atunci probabilitatea unui astfel de eveniment este extrem de scăzută.

Cu toate acestea, pasiunile nu se potolesc, „demonul lui Maxwell” încearcă să găsească noi argumente în apărarea sa. Într-una dintre revistele științifice, într-un articol dedicat acestei probleme, se afirmă serios că „demonul lui Maxwell” există doar sub forma unui generator cuantic - care separă moleculele excitate de mare energie din molecule neexcitate.

Cu toate acestea, încă nu există dovezi stricte că „demonul lui Maxwell” există și nici o respingere strictă a acestui lucru. „Demonul lui Maxwell” alimentează interesul pentru căutări ulterioare.

Cum poți obține energie din informații? Până de curând, doar un demon era capabil de asta - o creatură fantastică inventată în 1867 de marele fizician James Maxwell pentru a ilustra paradoxul celei de-a doua legi a termodinamicii. Acum, oamenii de știință japonezi sunt mai aproape de a dezvolta un astfel de model experimental. În viitor, ei speră să creeze nanomașini care se vor „hrăni” cu informații. Lucrările oamenilor de știință sunt publicate Fizica naturii.

demonul este „capabil să urmeze traiectoria fiecărei molecule și să efectueze acțiuni complet inaccesibile pentru noi”.

Cu alte cuvinte, demonul este capabil să distingă și să sorteze moleculele individuale. Cum să extragi energie din această abilitate? Să ne imaginăm un vas împărțit de o partiție în două părți (în figură). Vasul este umplut cu două tipuri de molecule: particulele „fierbinte” (întunecate în figură) se mișcă mai repede și particulele „reci” (luminoase în figură) se mișcă mai încet. Într-o stare de echilibru ( top parte Figura) moleculele sunt amestecate, așa cum cere cea de-a doua lege a termodinamicii: orice sistem în stare izolată tinde spre entropie maximă, adică dezordine maximă.

Ilustrație a lucrării „demonului lui Maxwell” //nanometr.ru

Cu toate acestea, există o gaură în despărțire pe care același demon o poate deschide și închide. Are capacitatea descrisă mai sus, adică distinge particulele „fierbinți” de cele „reci”. Prin urmare, poate „funcționa” astfel încât toate particulele „fierbinte” să fie în dreapta partiției, iar cele „reci” să fie la stânga. Pentru a face acest lucru, el va permite particulelor browniene care se deplasează (aleatoriu) „fierbinte” din partea stângă să depășească partiția, dar nu din dreapta (și să facă opusul cu particulele „reci”). Ca urmare, o stare ordonată va ieși dintr-o stare dezordonată, ceea ce contrazice legea a doua a termodinamicii. Demonul lui Maxwell, folosind doar informații despre calitatea particulelor, va crea energie datorită diferenței de temperatură din cele două părți ale vasului, care poate fi apoi folosită.

Prin urmare,

inițial părea că demonul a primit energie „din nimic” și a creat o mașină cu mișcare perpetuă.

Cu toate acestea, paradoxul a fost rezolvat, deoarece demonul însuși trebuie să cheltuiască o anumită energie pentru a obține informații despre particulele care se mișcă haotic. Prin urmare, aici nu există nicio încălcare a legilor termodinamicii: energia ia naștere din munca făcută de demon.

Într-un fel sau altul, nimeni nu a reușit să creeze un model de lucru fizic al unui demon și să arate cum funcționează.

Oamenii de știință japonezi au raportat însă în ultimul număr al revistei Nature Physics succesul unui astfel de experiment. Au creat un „demon” în miniatură folosind o minge de polimer și un câmp electric.

Experimentul a folosit două margele din polistiren, un plastic comun, cu un diametru de 0,3 microni (300 nm). Unul dintre ele a fost fixat pe o suprafață de sticlă, iar al doilea a fost poziționat astfel încât să se poată roti liber în jurul primei. Întregul sistem a fost scufundat în lichid. Ca urmare a mișcării haotice a moleculelor lichide, sistemul s-a rotit atât în ​​sensul acelor de ceasornic, cât și în sens invers acelor de ceasornic cu o frecvență egală (datorită dimensiunii sale mici, mingea a „simțit” cu succes fluctuațiile lichidului).

Apoi a fost aplicat un câmp electric suplimentar lichidului, care a conferit un cuplu sistemului de bile. Imaginea rotației sistemului a fost păstrată. Deși în unele cazuri energia mișcării haotice a particulelor lichide a fost suficientă pentru a întoarce mingea împotriva direcției câmpului electric, cel mai adesea sistemul a urmat cuplul care i-a fost transmis de câmp.

„demonul” însuși a apărut pe „scenă” sub forma unei camere și a unui computer care controlează câmpul electric.

Camera controla rotirea sistemului; De îndată ce sistemul a reușit să reziste în mod independent câmpului electric aplicat, „demonul” din computer și-a schimbat modul, „împingând” ușor sistemul în direcția dorită. Apoi l-a urmat din nou ea însăși, folosind doar forțele mișcării browniene.

În acest fel sistemul rotativ producea energie mecanică. Calculele au arătat că energia produsă este puțin mai mare decât energia câmpului electric aplicat sistemului. „Demonul” avea nevoie doar de informații despre direcția de rotație a sistemului pentru a-l crea. S-a dovedit că la temperatura camerei un bit de informație poate crea o energie foarte mică de 3x10 -21 jouli.

„Am arătat raportul dintre informații și energia obținute atunci când „demonul” operează și am confirmat principiul fundamental al funcționării acestuia”, a spus unul dintre autorii lucrării, Shoichi Toyabe, ale cărui cuvinte sunt citate de NewScientist.

El a subliniat că energia produsă de sistem este neglijabilă, dar în viitor poate fi folosită pentru alimentarea nanodispozitivelor.

„Demonul lui Maxwell” este un experiment de gândire conceput de James Maxwell în 1867 pentru a ilustra paradoxul aparent al celei de-a doua legi a termodinamicii. Personajul principal al acestui experiment este o creatură microscopică inteligentă ipotetică, care a primit mai târziu numele de „demonul lui Maxwell”.

Să presupunem că un vas cu gaz este împărțit de o partiție impenetrabilă în părți din dreapta și din stânga. Există o gaură în pereți despărțitori cu un dispozitiv, așa-numitul demon al lui Maxwell, care permite moleculelor de gaz rapide și fierbinți să zboare numai din partea stângă a vasului spre dreapta și moleculelor lente și reci doar din partea dreaptă a vasului. vasul la stânga.

Apoi, după o perioadă destul de mare de timp, toate moleculele fierbinți vor fi în dreapta, iar cele reci în stânga. Astfel, se dovedește că demonul lui Maxwell, fără aprovizionare suplimentară cu energie, poate încălzi o parte a vasului și poate răci cealaltă.

Ca urmare, rezultă că entropia unui sistem format din două jumătăți în starea inițială este mai mare decât în ​​starea finală, iar acest lucru contrazice principiul termodinamic al entropiei nedescrescătoare în sistemele închise, adică. a doua lege a termodinamicii.

La urma urmei, din a doua lege a termodinamicii rezultă că este imposibil să transferați căldură de la un corp cu o temperatură mai scăzută la un corp cu o temperatură mai mare fără a lucra.

Paradoxul este rezolvat dacă luăm în considerare un sistem închis care include demonul lui Maxwell și vasul. Pentru ca demonul lui Maxwell să funcționeze, este necesar să îi transferăm energie de la o sursă terță parte. Datorită acestei energii, s-ar realiza separarea moleculelor calde și reci

Acest basorelief memorabil a apărut în onoarea lui James Maxwell și a demonului său evaziv pe peretele uneia dintre universitățile din SUA.

Și dacă un astfel de demon ar putea exista în realitate, ar fi posibil să se creeze motor termic, care ar funcționa fără a consuma energie.

Odată cu dezvoltarea teoriei informației, s-a constatat că procesul de măsurare poate să nu conducă la o creștere a entropiei, cu condiția ca acesta să fie reversibil termodinamic.

Cu toate acestea, în acest caz, demonul trebuie să-și amintească rezultatele măsurării vitezei (ștergerea lor din memoria demonului face ca procesul să fie ireversibil).

Deoarece memoria este finită, la un anumit moment demonul este forțat să ștergă rezultatele vechi, ceea ce duce în cele din urmă la o creștere a entropiei întregului sistem în ansamblu.

În 2010, fizicienii de la Universitatea din Tokyo au reușit să implementeze experimentul de gândire în realitate. Oamenii de știință au remarcat că creația acest experiment au fost inspirate de faimosul demon al lui Maxwell. Fizicienii japonezi au fost primii care au reușit să transforme informațiile în energie.

Ei au creat un sistem funcțional la scară nanometrică care poate converti informațiile în energie cu o eficiență de aproximativ 28% (pentru comparație, eficiența celor mai moderne motoare cu ardere internă este puțin peste 40%). Oamenii de știință nu exclud ca în viitor principiul pe care l-au dezvoltat va face posibilă crearea unor sisteme în care dimensiunile atât ale obiectului controlat, cât și ale „demonului” să nu depășească sute de nanometri.

Și în 2015, fizicienii din Finlanda, Rusia și SUA au creat un demon artificial autonom al lui Maxwell, care a fost implementat sub forma unui tranzistor cu un singur electron cu fire de aluminiu supraconductoare. Demonul lui Maxwell controlează mișcarea electronilor printr-un tranzistor.

Instalația va ajuta la studiul fenomenelor microscopice în termodinamică și poate găsi aplicație în qubiți pentru calculatoarele cuantice.

Demonul lui Maxwell, demonul cuantic

Ideea delirante a lui James Maxwell, când a venit cu o putere capabilă să inverseze timpul în 1867, a descris conștientizarea unui „demon” care ar putea anula legea entropiei urmărind cele mai mici mișcări ale moleculelor de gaz. În acest fel, demonul a putut, cel puțin în fantezia lui Maxwell, să inverseze creșterea dezordinei în sistemele închise.

Mai multe despre conștientizarea demonului

Demonul imaginar al lui Maxwell era într-o cutie închisă și a inversat fluxul de molecule, recreând ordinea degradantă. Mai jos vezi o față zâmbitoare care reprezintă acest demon.

(Letra de sub imagine: Demon într-o cutie cu molecule)

Demonul, prototipul conștiinței în materie, observă ceea ce se întâmplă și îl controlează, făcând alegeri speciale. Păstrează materialul fierbinte pe o parte a cutiei și materialul rece pe cealaltă, astfel încât „comanda” originală (de cald și rece) să nu fie degradată. Demonul aranjează totul astfel încât sistem închis energia nu ar trebui să devină mai puțin disponibilă sau informațiile nu ar trebui să se piardă. Folosind conștientizarea pentru a deschide și închide partiția care separă două volume de gaz dintr-un recipient, demonul inversează a doua lege a termodinamicii. Până acum, nimeni nu a reușit să găsească un astfel de demon sau să-l creeze în realitatea general acceptată.

Și totuși, fantezia lui Maxwell poate fi mai adevărată decât și-a dat seama el însuși. Mi se pare că el ar putea proiecta capacitatea noastră de conștientizare, capacitatea noastră de a observa evenimente sau progrese „nanoscopice”. Această conștientizare cuantică aproape nemăsurabilă este capacitatea de conștientizare care poate face alegeri în țara viselor.

Demonul lui Maxwell este, de fapt, un potențial erou al psihoterapiei, pentru că este acea parte din noi care restabilește ordinea, văzând tiparele în care modelele anterioare s-au pierdut (uitate, reprimate, ignorate, marginalizate etc.). După părerea mea, a doua lege a termodinamicii este o proiecție a unui stil de viață tipic în realitatea mainstream, care utilizează un minim de conștientizare. Demonul lui Maxwell este o reprezentare a conștientizării noastre clare care operează la nivelurile subatomice nemăsurabile ale nano-evenimentelor și poate, cel puțin, atenua senzația de îmbătrânire.

Principiul psihologic proiectat asupra demonului lui Maxwell este:

Văzând ordinea ascunsă în haosul realității mainstream creează mai multă energie disponibilă.

Ignorarea sau chiar suprimarea semnalelor subtile de simptome este deprimantă și epuizantă. Recunoașterea simptomelor tale ca trezire atrage atenția vă permite să creați ordine din dezordine și, în general, vă oferă mai multă energie pentru a lucra. Experiența marginalizată te face să te simți ca un univers în descompunere.

Eu numesc demonul lui Maxwell un fel de „demon cuantic al conștientizării”, o rază clară a conștiinței care urmărește mișcările atomilor și moleculelor, precum și evenimentele subatomice. În timpul vieții lui Maxwell, mecanica cuantică nu a fost încă inventat. Nu știa încă despre funcțiile de undă; urmau să apară cincizeci de ani mai târziu. Dar dacă ar fi în viață astăzi, cu siguranță ar fi interesat de tipul de conștientizare care poate observa și urmări tendințele subtile, undele cuantice ale tărâmului viselor și îndrumările pe care ni le oferă. Îmi imaginez că ar spune că ignorarea tuturor sentimentelor subtile care pâlpâie în conștientizarea noastră contribuie la gol și ne face să ne simțim mai în vârstă decât suntem cu adevărat.

Următorul exercițiu îți oferă șansa de a descoperi și experimenta capacitatea demonului de a crește cantitatea de energie fizică disponibilă pentru tine. Ne vom concentra în special pe zonele „închise” ale vieții tale.

Un exercițiu de conștientizare a negentropiei

1. Stați pe loc și gândiți-vă ce simțiți despre îmbătrânire. Ce-ti place in legatura cu asta? Ce nu e de placut?

De exemplu, multora le place oportunitatea de a-și realiza potențialul, dar nu le place pierderea de energie și ceea ce ei numesc „atractivitate”. Unii oameni au ideea că viața se apropie de sfârșit.

2. Când sunteți gata, căutați în jur ceva ce puteți ridica sau împinge. Dacă stai într-o cameră, ridică un scaun sau împinge unul dintre pereți și vezi câtă energie ai la dispoziție. Când ridici sau împinge, întreabă-te: „Câtă cantitate din energia mea îmi este disponibilă acum?” Înregistrați această cantitate de energie. Cât este - 85%, 50% sau 15%? Cati ani te simti?

De exemplu, când am luat azi un scaun, mi s-a părut mai greu decât ar trebui să fie. Aș spune că am aproximativ 50% din energie disponibilă.

3. Cantitatea de energie disponibilă sau izometrică pe care o ai depinde foarte mult de simțul tău de ordine în interiorul tău. Așa că acum gândește-te la un domeniu din viața ta care se simte „dezorganizat”. Dacă este posibil, alegeți o nouă zonă mai degrabă decât relațiile sau simptomele corporale, deoarece am lucrat deja la ele înainte.

De exemplu, s-ar putea să vă simțiți neorganizat în ceea ce privește munca, finanțele sau, să zicem, dezordinea de pe birou sau modul în care vă folosiți timpul. Poate că ceea ce este „dezordonat” este atitudinea ta față de critică.

Nu pierde din vedere ignorat domenii ale vieții tale care au nevoie de ordine. Dacă există multe astfel de zone, alegeți doar una deocamdată - oricare va fi bine. Cum eviți această zonă? În ce sens este această zonă „închisă”? Eviți sau „uiți” problemele legate de acest domeniu? Cum uiți aceste întrebări? Încerci să dormi mai mult sau doar te plângi de ei? Le scoți din cap? Te uiți la televizor sau mergi la film în loc să faci ordine în această zonă?

4. Acum, gândindu-vă la această zonă dezordonată, imaginați-vă în ce fel de „spațiu” se află. Ce culori și mișcări au loc în acest spațiu? Descrieți cu propriile cuvinte caracteristicile spațiului care conține această zonă dezordonată a vieții.

De exemplu, pare gri sau tulbure? Se învârte și se amestecă?

Poți identifica un loc în afara corpului tău unde ar putea fi această „zonă dezordonată”, unde ar fi amplasat acest spațiu? (ex. în fața ta, în spatele tău etc.). Desenează această zonă dezordonată lângă corpul tău.

(Inscripții în poză, de sus în jos: Finanțele sunt în haos complet, nori mari de furtună, o, săracul meu cap! O zonă dezordonată afectează capul)

În imagine, zona dezordonată este legată de finanțe și pare a fi deasupra capului.

Cum se simte partea corpului tău cea mai apropiată de acest spațiu? Aveți simptome corporale în apropierea acestei zone? Alegeți un simptom corporal sau unul dintre simptomele la care să lucrați, spuneți-l pe cel căruia i-ați acordat cea mai mică atenție. Este acest simptom legat de senzația ta de îmbătrânire?

5. Concentrați-vă pe simptomul din acea zonă a corpului și identificați două aspecte ale acestuia. De exemplu, vedeți dacă vă puteți forma o imagine a energiei despre care bănuiți sau vă imaginați că provoacă acest simptom și apoi faceți același lucru pentru destinatarul acelei energii sau acțiuni. Cu alte cuvinte, imaginați-vă, ca să spunem așa, un „creator de simptome” și un „destinator de simptome”.

O modalitate de a vă imagina aceste două figuri este să le faceți cât mai puternice posibil simt in simptom sau imaginați-vă că îl simțiți. Apoi exagerați sentimentul crescându-i intensitatea. Folosindu-vă atenția, rămâneți cu acest sentiment până când apare o siluetă care ar putea întruchipa acea intensitate.

De exemplu, dacă ai avut o durere de cap puternică, s-ar putea să accentuezi senzația de lovitură până când vei avea o siluetă furioasă care lovește pe masă și o siluetă sensibilă (să zicem, masa în sine) este rănită de bătăi.

Încercați să aflați mesajul pe care îl exprimă fiecare cifră.

De exemplu, figura supărată poate spune: „Trebuie să mă străbat prin lucruri”, în timp ce cealaltă spune: „Te rog, nu face asta, este prea dur și mă doare!”

6. Imaginează-ți aceste două figuri, una suferind și cealaltă creând un simptom. Chiar și desenați-le. Apoi permiteți imaginației voastre să creeze spontan o ființă a cărei conștientizare vine în imagine și rezolvă conflictul dintre aceste două energii. De exemplu, imaginați-vă un mediator priceput, un geniu, un spirit, un personaj de desene animate - cineva capabil să facă față ambelor energii. Descrie-l. Deseneaz-o.

De exemplu, una dintre cititorii mei a avut un conflict între ambiția ei lumească și partea din ea care era împovărată de această ambiție. Spre surprinderea ei, a văzut un preot care a ajutat-o ​​să rezolve conflictul dintre aceste două energii. Mai jos am încercat să desenez toate cele trei figuri.

Preotul a binecuvântat ambele părți ale ei și s-au înmuiat.

(Subtitrări sub imagini, de la stânga la dreapta: partea care a fost împovărătoare; Spiritul Ajutor; partea ambițioasă)

La un moment dat ai putea încerca să devii ajutorul tău spiritual, demonul tău al conștientizării cuantice. Intră psihologic sistem închis corpul tău visător și interveni; facilitează rezolvarea conflictului dintre cele două părți în această zonă de simptome.

Imaginează-ți povestea rezultată. Lasă demonul cuantic să intervină magic și să găsească o soluție.

Un cititor căruia îi lipsea din simptome Dumnezeul pe care îl reprezenta preotul. La început, cititorului i-a fost jenă să se identifice cu preotul, până când și-a dat seama că, într-un fel, ea și-a dedicat deja viața „divinului”.

7. Folosiți-vă respirația pentru a vă concentra asupra sentimentului de rezolvare a conflictului și, dacă este posibil, simțiți un sentiment de ușurare în zona simptomelor.

8. Imaginează-ți cum ai putea folosi această soluție în zona dezorganizată a vieții tale în care ai început acest exercițiu. Amintiți-vă de tulburarea inițială - spațiul, culorile și mișcările sale - și observați (sau mai bine, desenați) cum s-a transformat această zonă. Nu „lucrați” la el, doar lăsați să se întâmple în interior până când lucrurile se schimbă în bine.

9. În sfârșit, întoarceți-vă la perete sau la scaun și, cu atenție, uitați-vă din nou la ce efect ar fi putut avea această muncă asupra simțului vostru al energiei disponibile pentru a face ceea ce trebuie să faceți în viață. Ce schimbări observi în energia ta disponibilă?

Din cartea Învățătura hiperboreană autorul Tatishchev B Yu

3.3. Demonul DEGENERAȚII. Care sunt aceste „mecanisme de degenerare”? Pentru răspuns, să ne întoarcem mai întâi la cartea talentată și sinceră a fostului lider nr.2 al mișcării politice a sionismului „occidental”, student al psihiatrului profesor Cesare Lombroso, dr. Max.

Din cartea Templu Teachings. Instrucțiuni ale Învățătorului Frăției Albe. Partea 2 autorul Samokhin N.

DEMON AL LĂCOMIEI Un rătăcitor cu suflet mare s-a oprit în drumul său prin deșertul unei vieți trecătoare când a văzut o femeie îngenuncheată, cu mâinile încrucișate în rugăciune pe piept, cu privirea ațintită asupra lui, din ale cărei buze erau rugăciuni pentru iertare. și iertarea păcatului. Ascultare

Din cartea Eu și marele meu spațiu autor Klimkevici Svetlana Titovna

Saltul Cuantic 589 = Omul poartă în sine energia creatoare a lui Dumnezeu – Iubire = 592 = Marea Trezire Spirituală – Semnul Ciclurilor Cosmice = „Coduri numerice”. Cartea 2. Ierarhia Kryon 27 01/2012 „Spațiul timpului - Timpul spațiului...” - cuvinte la trezire. I Am That I Am

Din cartea Quantum Magic autor Doronin Serghei Ivanovici

4.1. Procesor cuantic

de Gardiner Philip

Lumea cuantică Mă inspiră ideea că în Univers (de la nivel micro la nivel macro, de la mișcarea cosmică a planetelor la interacțiunea electronilor, de la dioxidul de siliciu microscopic la piramida egipteană creată de om) există model universal, Nu

Din cartea Porți către alte lumi de Gardiner Philip

Dumnezeul cuantic În timp ce lucram la această carte, mi-am luat o zi liberă de la fizica cuantică și am plecat la Lichfield, Staffordshire. M-am distrat minunat în frumosul sentiment ezoteric al Catedralei Lichfield, uitându-mă la fațada sa uimitoare

Din cartea secolului XX. Cronica inexplicabilului. Fenomen după fenomen autorul Priyma Alexey

DEMONUL A SĂRIT DIN GURA Acum să trecem la o altă poveste uluitoare. S-a întâmplat cu psihica și clarvăzătoarea Tatyana Makhotina. O cunosc pe Tatyana de multă vreme, este o persoană foarte cinstită și din această cauză garantez autenticitatea poveștii ei.În iulie 1995, către Makhotina Din cartea Geopsychology in Shamanism, Physics and Taoism autor Mindell Arnold

Din cartea Puterea tăcerii autor Mindell Arnold

Anexa III. MINTE: Mintea cuantică În paginile următoare voi rezuma câteva dintre numeroasele semnificații pe care le asociez cu termenul „minte cuantică.” O descriere tehnică – dar populară – a minții cuantice poate fi găsită în cărțile lui Nick Herbert.

Din cartea Sfârșitul lumii nu s-a întâmplat și nu se va întâmpla autor Gusev Anatoli Ivanovici

Demon osos În 1999, un grup de paleontologi englezi a lucrat în zona orașului Uulakh din deșertul Gobi mongol. Scopul lor a fost să exploreze un cimitir de dinozauri într-un defileu de munte îndepărtat. De la locuitorii locali, oamenii de știință au auzit o legendă despre cineva care trăiește în defileu.

autor autor necunoscut

O poveste interesantă despre cum un demon pe nume Rush a venit la o mănăstire pentru a se angaja. Era o mănăstire într-o țară de peste mări. Stătea la marginea unei păduri mari, pentru ca sfinții frați să nu fie distrași de la slujirea Celui Atotputernic și să se roage Lui zi și noapte pentru ctitori și

Din cartea Povestea fratelui Rush autor autor necunoscut

Despre cum un demon pe nume Rush a venit în casa unei doamne nobile și a adus-o în secret la stăpânul său - Bună, frumoasă, bună doamnă, cea mai frumoasă dintre toți cei vii. Stăpânul meu îți trimite salutări și te roagă să vii să vorbești cu el.

Din cartea Secretele creierului. De ce credem în toate de Shermer Michael

Acest paradox a fost de mult rezolvat. În 1929, Leo Szilard, profesor asistent privat la Universitatea din Berlin (mai târziu unul dintre cei mai importanți participanți la Proiectul Manhattan), a arătat că chiar și un demon care funcționează ideal își crește propria entropie de fiecare dată când primește informații despre mișcarea unui moleculă. Entropia întregului sistem rămâne neschimbată, deoarece demonul și gazul formează un singur întreg. Soarta călătorește uneori în moduri ciudate. În ultimii săi ani, Leo Szilard a avut ocazia să fie tratat de cardiologul american Alvin Reisen. A avut un fiu mic, Mark, care, când a crescut, a devenit fizician și profesor la Universitatea din Texas din Austin. ÎN anul trecut el și colegii săi au dezvoltat o nouă metodă de răcire ultraprofundă a gazelor care folosește un dispozitiv laser... similar în funcționare cu demonul lui Maxwell.

Metoda Reisen

De zeci de ani, fizicienii au adus gazul la temperaturi microkelvin folosind absorbția Doppler a radiației laser. Totuși, profesorul Reisen a explicat pentru Popular Mechanics de ce această metodă nu i se potrivește: „Este bună, dar prea pretențioasă. În acest fel puteți răci doar substanțe individuale, în principal vapori de metale alcaline. Metoda noastră este mult mai universală. Este aplicabil oricărui gaz ai cărui atomi sau molecule pot exista în două stări cuantice metastabile cu viață lungă. Există multe substanțe care îndeplinesc această cerință.”

Un demon clasic care păzește ușa în compartimentul unui vas (stânga) și o diagramă a unui sistem cu trei niveluri în experimentul lui Reisen (dreapta). Atomii aflați într-o capcană magnetic-gravitațională cu ajutorul pompei optice de către un laser (în acest caz acesta este demonul) sunt transferați din starea B în starea A printr-o stare intermediară).

Metoda dezvoltată de grupul lui Reisen implică mai întâi răcirea gazului la câțiva miliikelvini folosind unul dintre moduri traditionaleși blocat într-o capcană magnetică către care sunt îndreptate două lasere. Fascicul unui laser intersectează cavitatea capcanei din mijloc, iar celălalt luminează doar o jumătate - de exemplu, dreapta.

„Pentru a fi sigur, vom presupune că gazul este atomic”, spune profesorul Reisen. - Să numim una dintre stările posibile ale atomilor săi albastru, pe cealaltă - roșu. Să ajustăm laserul central astfel încât radiația lui să respingă atomii care sunt în stare roșie. Al doilea laser convertește atomii dintr-o stare albastră în stare roșie. Să presupunem că inițial toți atomii sunt albaștri. Să umplem capcana cu ele și să pornim laserul central. Deoarece nu există atomi roșii, radiația și gazul nu interacționează în niciun fel. Acum să aplicăm curent laserului lateral. Fiecare atom care întâlnește un foton emis de acesta va trece de la o stare albastră la o stare roșie. Dacă un astfel de atom „recolorat” se apropie de planul central al capcanei, acesta va fi aruncat înapoi de fasciculul primului laser. Ca urmare, atomii roșii se vor acumula în zona dreaptă, iar cea din stânga va deveni goală. Deci perechea noastră de lasere funcționează similar cu demonul lui Maxwell. În același timp, temperatura gazului nu se schimbă, dar presiunea acestuia crește în mod natural.”

Atomii au propria lor frecvență de vibrație, iar dacă intri în rezonanță, adică o iradiezi cu fotoni de frecvența corespunzătoare, atomul o va absorbi. Dacă frecvența fotonilor este puțin mai mică, aceștia vor fi absorbiți doar de atomii care se deplasează spre ei (datorită unei deplasări a frecvenței de rezonanță din cauza efectului Doppler). Când este absorbit, fotonul va transfera impuls atomului, reducându-și viteza și, prin urmare, „răcindu-l” (atomul emite fotoni, dar direcția radiației este spontană, deci, în general, nu afectează impulsul atomului). În acest fel, atomii pot fi răciți la temperaturi de ordinul zecilor de milikelvin. Îmbunătățirea ulterioară a acestei metode, pentru dezvoltarea căreia au fost premiați fizicienii Steven Chu, William Phillips și Claude Cohen-Tannoudji. Premiul Nobel, asigură răcirea prin mai multe fascicule laser într-un câmp magnetic neuniform, ceea ce permite atingerea temperaturilor de sute de microkelvin. Cea mai avansată versiune a acestei tehnici, care vă permite să obțineți zeci și chiar unități de microkelvin - așa-numita. Răcirea sisifică a atomilor în fascicule laser, care, datorită polarizării, creează o serie de unde staționare, trecând prin care, atomii pierd energie, ca și cum ar urca „în sus” (de unde și numele).

Gaz rece, radiații calde

Totuși, unde este efectul de răcire? „Acum”, își continuă explicația profesorul Reisen, „vom manipula laserul central în așa fel încât gazul să umple încet întreaga cavitate a capcanei. Odată cu această expansiune, gazul se răcește. Asta e tot, de fapt - scopul a fost atins. Această teorie a fost deja testată experimental acum trei ani. Apoi am efectuat primul experiment - am răcit vaporii de rubidiu de o mie de ori (de la millikelvin la microkelvin). Numim această tehnică răcire cu un singur foton, deoarece atomul trebuie doar să împrăștie un foton pentru a trece între stări. Dar metoda Doppler răcește gazul prin oprirea atomilor, ceea ce necesită mulți fotoni.”

Dar entropia? „Este bine”, ne-a asigurat profesorul Reisen. - Când gazul se adună în zona potrivită, entropia sa va scădea în mod natural. Cu toate acestea, să ne amintim că cuantele de radiație laser, atunci când se întâlnesc cu atomii, sunt împrăștiate haotic în toate direcțiile. În același timp, entropia radiației crește, iar această creștere compensează complet scăderea entropiei gazului. Deci demonul laser funcționează în deplină concordanță cu teoria lui Szilard. Desigur, Maxwell însuși și câteva generații de fizicieni nu au crezut în fezabilitatea reală a unei astfel de manipulări subtile a particulelor de gaz. Chiar și acum douăzeci de ani aș fi considerat această fantezie pură. Dar știința atinge adesea obiective aparent imposibile - și acesta este tocmai un astfel de caz. Cred că lui Maxwell i-ar plăcea dezvoltarea noastră.”