Двигатель, использующий информацию в качестве топлива, стал самым быстрым в мире

Исследователи из канадского Университета Саймона Фрейзера создали двигатель, который выполняет работу, получая из внешней среды только информацию. Ожидается, что разработка поможет добиться прогресса в сфере нанобиотехнологий, повысить быстродействие вычислительной техники и снизить ее стоимость.

Как говорит ведущий автор исследования Джо Бечхофер, главной целью его команды было выяснить, с какой скоростью способен работать информационный двигатель и сколько энергии он позволяет получать. Эти сведения пригодятся для создания подобных устройств, пригодных для практического применения.

Концепция двигателей, функционирующих за счет информации, была предложена еще в XIX веке Джеймсом Клерком Максвеллом. Но первую работающую систему такого типа удалось создать только в 2010 году.

Ученые заявляют, что новый двигатель является лучшим в своем классе и в 10 раз превосходит по возможностям все аналогичные проекты. В основе информационной машины лежит находящаяся в воде микроскопическая частица, помещенная в оптический пинцет. Он с помощью света лазера прикладывает к микрочастице силы, которые возникали бы, если бы она была прикреплена через высокочувствительную пружину к подвижной платформе.

Из-за хаотичных ударов молекул жидкости наночастица может колебаться в вертикальном направлении. Ученые отслеживают ее перемещения, и за счет изменения настроек лазерного пинцета позволяют воображаемой платформе «подниматься», когда наблюдается скачок вверх.

Многократное повторение этого процесса обеспечивает подъем устройства на «большую высоту», что сопровождается накоплением «значительного количества потенциальной энергии». Причем непосредственно к системе не прилагается никаких усилий из внешней среды. Извне поступает только информация о направлении движения.

Исследователи отмечают, что в их проекте достигнут оптимальный баланс между массой частицы и скоростью ее перемещения. Хотя использование тяжелых компонентов позволяет хранить больше потенциальной энергии, накапливается она медленнее из-за увеличенного времени подъема.

Благодаря правильно подобранным параметрам новый информационный двигатель по мощности сопоставим с молекулярными машинами живых клеток, а по скорости — с быстро плавающими бактериями.

Источник: sfu.ca