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信息到能量的转化

时间:2010-11-16 17:27:24  来源:  作者:

日本研究人员在11月15日(北京时间)出版的《自然—物理学》网络版上报告称,他们在实验室中让一个纳米小球沿电场制造的“阶梯”向上爬动,爬动所需的能量由该粒子在任何给定时间朝哪个方向运动这一信息转化而来,这意味着科学家首次在实验室实现了信息到能量的转化,验证了约150年前英国物理学家詹姆斯·克拉克·麦克斯韦提出的“麦克斯韦妖”这一设想。

日本中央大学理工学部的鸟谷部祥一和东京大学的佐野雅树领导的团队在实验室让一个直径为287纳米的聚苯乙烯小球沿电场制造的微小旋转阶梯向上爬动,并将小球拍照。小球可以随机朝任何方向运动,由于向上爬会增加势能,因此其往下一层的概率更大,如果不人为干扰,小球最终会掉至最底层。在实验中,当小球沿阶梯向上爬一层后,研究人员就使用电场在小球爬上的那层阶梯加一面“墙”,让小球无法回到低的那一层,这样小球就能一直向上爬。

该小球能爬阶梯完全由“自己的位置”这一信息所决定,研究人员无需施加任何外力(比如注入新能量等),仅需一个感应系统(比如摄像机)。另外,他们也能精确地测量出有多少能量由信息转化而来。
 

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