termodynamika

Fyzikové vytvořili experimentální obdobu Maxwellova démona, která využívá informace o skryté paměti okolního prostředí k účinnějšímu získávání práce. Laserem zachytili mikroskopickou skleněnou kuličku v kapalině s micelární sítí, jejíž nepozorované změny uchovávaly stopy předchozího pohybu částice. Dvě měření polohy ve vhodně zvoleném, zhruba sekundovém odstupu umožnila odhadnout vliv této sítě na další pohyb a lépe načasovat posuny laserové pasti. Za určitých podmínek systém získal až třikrát více práce než teoretický limit pro srovnatelný systém bez paměti. Výsledek neporušuje druhý zákon termodynamiky, protože zpracování informace má vlastní energetické náklady, ale ukazuje paměť prostředí jako využitelný termodynamický zdroj.

Fyzici vytvořili mikroskopický Stirlingův motor, který pracuje při teplotách srovnatelných s jádrem Slunce, což umožňuje zkoumat termodynamiku na extrémně malých měřítkách. Tento experiment využívá levitující částici siliky a elektrický šum, aby simuloval teploty až 13 milionů kelvinů. Výzkum přináší nové poznatky o difuzi závislé na poloze, důležité například pro porozumění proteinovému skládání v biologických systémech. Badatelé plánují další testy, aby pochopili fluktuace energie na mikroskopické úrovni, které mohou být užitečné pro studium transportu léků v těle. Tým doufá, že toto zařízení posune hranice porozumění termodynamice do zatím neprobádaných oblastí.