Приветствую Вас, Гость

Главная » 2017 » Май » 23 » «Локальный» вечный двигатель...

23:44
«Локальный» вечный двигатель...

Физики из МФТИ выяснили, как создать «локальный» вечный двигатель второго рода — квантовое устройство, в котором не соблюдается второе начало термодинамики и КПД которого может достигать 100%. Однако второе начало в нём нарушается только локально, в рамках системы в целом законы физики остаются незыблемыми, говорится в статье, опубликованной в журнале Physics Review A.

Второй закон термодинамики гласит, что тепловая энергия не может переходить от менее горячих объектов к более горячим, или, в иной формулировке — величина энтропии (степени неупорядоченности) в замкнутой системе либо растёт, либо остаётся постоянной. Согласно ещё одной формулировке закона, КПД тепловой машины никогда не может достигать 100%, иными словами, невозможен вечный двигатель второго рода, сообщается в пресс-релизе, поступившем в редакцию Planet Today.

«Любой тепловой двигатель состоит из нагревателя, который собственно и является источником энергии, и холодильника, задача которого состоит в охлаждении рабочего тела двигателя. Холодильник понижает энтропию двигателя и при этом неизбежно тратит впустую часть тепловой энергии, полученной от нагревателя. Именно поэтому КПД теплового двигателя никогда не достигает 100%», — поясняет ведущий автор исследования Андрей Лебедев, сотрудник Технического университета Цюриха и МФТИ.

Ранее группа под руководством ведущего научного сотрудника Лаборатории квантовой теории информации МФТИ и Института теоретической физики имени Л. Д. Ландау РАН Гордея Лесовика, пытаясь доказать справедливость второго закона термодинамики для квантовых систем, обнаружила, что в квантовом мире он может при определённых условиях нарушаться.

Оказалось, что в квантовых системах относительно небольшого, но макроскопического размера — сантиметры и даже метры (в линейном измерении) — энтропия может снижаться, но этот процесс происходит без передачи тепловой энергии, за счёт явления квантовой запутанности.

В новой статье Лебедев, Лесовик и их коллеги из Цюриха описали квантовую тепловую машину, КПД которой может достигать 100%. Она состоит из нескольких квантовых элементов — кубитов, которые могут находиться в состоянии квантовой запутанности друг с другом. Один из кубитов поглощает тепло, но в силу его квантовой природы эту энергию можно использовать только с вероятностью 50%. Чтобы извлекать энергию с вероятностью 100%, нужно снизить его энтропию, сделать это состояние «чистым» (в терминологии квантовой механики). Эту задачу решает вспомогательный чистый кубит, который обменивается своим квантовым состоянием с термализованным «грязным» состоянием рабочего кубита. Важно, что при этом передачи энергии между двумя кубитами не происходит.

«Можно сказать, что избыточная энтропия телепортируется из системы наружу во вспомогательный кубит, который играет роль квантового „демона Максвелла“», — говорит Лесовик.

После «вычищения» рабочего кубита оказывается, что собрать энергию с вероятностью 100% в одном кубите — это всё ещё непростая задача. Чтобы её решить, пришлось вдвое увеличить число рабочих элементов — кубитов.

«Финальная часть цикла — „демонские“ (их, кстати, по смыслу можно назвать скорее „ангельскими“ — за их очистительно-информационную деятельность) кубиты нужно почистить обычным образом, с затратой энергии, но это происходит вдали от системы. Важно подчеркнуть, что на этой стадии в объёме, заключающем в себе и систему и „демона/ангела“, справедливость второго закона восстанавливается», — говорит Лесовик.

Сейчас группа занимается детальной разработкой установки для экспериментальной проверки своей теории на базе сверхпроводящих кубитов — трансмонов.

Волкова Алена Опубликовано в Наука

Категория: Принесённое ветром | Просмотров: 405 | Добавил: Хранитель-Ветер | Теги: Новости, Вечный двигатель, МФТИ | Рейтинг: 5.0/3
Всего комментариев: 2
avatar
3
2
Вечныйдвигатель. :veselo: 
 
Самоуверен
человек:
Решил,
что стал царем Вселенной,
А
если в чем не преуспел,
Достигнет
скоро непременно!
 
Что
ж, против фактов не попрёшь!
Какие
могут быть сомненья?
Наука
движется вперед,
Ее
известны достиженья!
 
И
хоть мы любим помечтать,
Трудиться
долго всем придется,
Ведь
вечный двигатель создать
Пока
что нам не удается.
 
Все
говорят, что невозможно
Законы
физики ломать,
А,
может, это мненье ложно?
С
задачей нам не совладать?
 
На
все, понятно, есть причина,
Давно
уж существует мир,
Но
КТО-ТО выдумал пружину
И
очень крепко закрутил!
 
Вдруг
закружилися планеты,
Создав
веселый хоровод,
И
мы не знаем, может, где-то
Такой
народ, как мы, живет.
 
Нам
далеко еще до цели,
И
очень грустно сознавать –
Постичь
лишь азбуку сумели…
Вот,
научиться бы читать!
 
А,
впрочем, стоит ли грустить?
Когда
Господь изгнал из сада,
Он
предков наших пощадил…
И
какова его награда?
 
Чтоб
человек мечтою жил,
И
разрешить ее старался,
БОГ
вечный двигатель вложил,
Который
в нас так и остался!
                                   ВераСкалдина
 
© «Стихи и Проза
России»
Рег.№ 0059877 от 13
июня 2012 в 18:24
avatar
2
1
Всё обязательно получится!  appl  dogovor  rainbow
avatar