1 的井 圭一 ★ 2017/05/18(木) 02:35:51.79
実験に使用した単電子デバイスの構造
NTTは、トランジスタ内でランダムな方向に動く電子(熱ノイズ)を観測し、一方向に動く電子のみを選り分けて電流を流して電力を発生させる“マクスウェルの悪魔”の実験に成功したと発表した。
マクスウェルの悪魔は、物理学者のジェームズ・クラーク・マクスウェルが思考実験として提案したもので、「個々の電子の動きを観測して、一定の方向に動く電子のみを選び出すことができれば電流を生成できる」とした理論。
通常は、外部電源などを用いずに無秩序な熱ノイズから、電流という秩序性を持った動きを生み出すことは熱力学第二法則から不可能とされており、150年以上議論が続けられてきた。
ただ現在では、マクスウェルの悪魔が電子の動きを観測して、その情報を得るさいにエネルギーが必要であり、
これが電流を流す電源としての役割を果たし、熱力学第二法則を満たすということがわかってきた。
これは1bitの情報を得るためには一定の量のエネルギーが必要であり、逆に1bitの情報を持っていることによって最大でその量のエネルギーを生み出せることを意味しており、
情報とエネルギーを結びつけた情報熱力学へと発展している。
今回NTTは、ナノスケールのシリコントランジスタからなり、電子1個の精度で操作や検出が行なえる「単電子デバイス」を用いて、熱ノイズから電流を生成することに成功。
生成された電流で別のデバイスが駆動することが可能であり、マクスウェルの悪魔の原理を利用した発電が実現できたとしている。
NTTによれば、マクスウェルの悪魔を実現するためには、電子1個の正確な観測が行なえる検出器と、電子を閉じ込めておく箱を正確に開閉できる扉が必要だとしており、
同社は電子1つ1つを観測・制御する技術を長年研究してきたという。これらの機能を1つのシリコン単電子デバイスにまとめあげることで、
熱運動する電子を選り分けるマクスウェルの悪魔を証明できたとする。
今回得られた知見は、電子デバイスの消費電力の下限や、分子モーターなどの生体中の微少な熱機関におけるエネルギー変換効率と深く関係しているという。
分子モーターはマクスウェルの悪魔が活躍しており、熱ノイズのランダムな運動を利用しながら適切なタイミングで動作し、高いエネルギー変換効率を実現していると考えられているという。
今後は電子デバイスにおいても、生体の仕組みを利用した高効率な動作の実現を目指すとしている。
詳細はソース先で
【やじうまPC Watch】NTT、“マクスウェルの悪魔”による発電に成功 - PC Watch 2017年5月17日 17:19
http://pc.watch.impress.co.jp/docs/news/yajiuma/1060103.html
NTTは、トランジスタ内でランダムな方向に動く電子(熱ノイズ)を観測し、一方向に動く電子のみを選り分けて電流を流して電力を発生させる“マクスウェルの悪魔”の実験に成功したと発表した。
マクスウェルの悪魔は、物理学者のジェームズ・クラーク・マクスウェルが思考実験として提案したもので、「個々の電子の動きを観測して、一定の方向に動く電子のみを選び出すことができれば電流を生成できる」とした理論。
通常は、外部電源などを用いずに無秩序な熱ノイズから、電流という秩序性を持った動きを生み出すことは熱力学第二法則から不可能とされており、150年以上議論が続けられてきた。
ただ現在では、マクスウェルの悪魔が電子の動きを観測して、その情報を得るさいにエネルギーが必要であり、
これが電流を流す電源としての役割を果たし、熱力学第二法則を満たすということがわかってきた。
これは1bitの情報を得るためには一定の量のエネルギーが必要であり、逆に1bitの情報を持っていることによって最大でその量のエネルギーを生み出せることを意味しており、
情報とエネルギーを結びつけた情報熱力学へと発展している。
今回NTTは、ナノスケールのシリコントランジスタからなり、電子1個の精度で操作や検出が行なえる「単電子デバイス」を用いて、熱ノイズから電流を生成することに成功。
生成された電流で別のデバイスが駆動することが可能であり、マクスウェルの悪魔の原理を利用した発電が実現できたとしている。
NTTによれば、マクスウェルの悪魔を実現するためには、電子1個の正確な観測が行なえる検出器と、電子を閉じ込めておく箱を正確に開閉できる扉が必要だとしており、
同社は電子1つ1つを観測・制御する技術を長年研究してきたという。これらの機能を1つのシリコン単電子デバイスにまとめあげることで、
熱運動する電子を選り分けるマクスウェルの悪魔を証明できたとする。
今回得られた知見は、電子デバイスの消費電力の下限や、分子モーターなどの生体中の微少な熱機関におけるエネルギー変換効率と深く関係しているという。
分子モーターはマクスウェルの悪魔が活躍しており、熱ノイズのランダムな運動を利用しながら適切なタイミングで動作し、高いエネルギー変換効率を実現していると考えられているという。
今後は電子デバイスにおいても、生体の仕組みを利用した高効率な動作の実現を目指すとしている。
詳細はソース先で
【やじうまPC Watch】NTT、“マクスウェルの悪魔”による発電に成功 - PC Watch 2017年5月17日 17:19
http://pc.watch.impress.co.jp/docs/news/yajiuma/1060103.html
2 2017/05/18(木) 02:37:34.34
なるほどぉ
4 2017/05/18(木) 02:38:40.12
つまり合体事故ってこと?
8 2017/05/18(木) 02:43:03.54
>ただ現在では、マクスウェルの悪魔が電子の動きを観測して、その情報を得るさいにエネルギーが必要であり、
>これが電流を流す電源としての役割を果たし、熱力学第二法則を満たすということがわかってきた。
解散
>これが電流を流す電源としての役割を果たし、熱力学第二法則を満たすということがわかってきた。
解散
155 2017/05/18(木) 05:14:52.22
>>8
だよな。
マックスウェルの悪魔が存在しない。⇔熱力学第二法則が成り立つ。
>>112
おまえはイミフ
だよな。
マックスウェルの悪魔が存在しない。⇔熱力学第二法則が成り立つ。
>>112
おまえはイミフ
270 2017/05/18(木) 07:08:42.00
>>155
違う
「実はマクスウェルの悪魔も熱力学第二法則に従う」と解釈する方が正しい
別にマクスウェルの悪魔が永久機関って訳じゃない
違う
「実はマクスウェルの悪魔も熱力学第二法則に従う」と解釈する方が正しい
別にマクスウェルの悪魔が永久機関って訳じゃない
112 2017/05/18(木) 04:31:17.21
>>8
落ち着け
よく読め
落ち着け
よく読め
9 2017/05/18(木) 02:43:41.31
電話債権発行して金集めて
無効にする方法を教えてほしい
無効にする方法を教えてほしい
66 2017/05/18(木) 03:28:06.83
>>9
マルフクに相談
マルフクに相談
14 2017/05/18(木) 02:46:58.77
>>9
「電話加入権の悪魔」による返金に成功してもらいたいね
「電話加入権の悪魔」による返金に成功してもらいたいね
106 2017/05/18(木) 04:27:56.89
>>14
不可逆と言う言葉は辞書から消え去るんだよねきっと
不可逆と言う言葉は辞書から消え去るんだよねきっと
16 2017/05/18(木) 02:47:24.14
で、せっかく作った新技術も外資に持ってかれるっとw
21 2017/05/18(木) 02:51:35.21
>>16
いきなり結論言わないでよ
いきなり結論言わないでよ
27 2017/05/18(木) 02:53:42.51
マクスウエルの悪魔を使えば金が入ってくるが
悪魔に給料を払うから無から金が生まれるのではないつうことかい
悪魔に給料を払うから無から金が生まれるのではないつうことかい
33 2017/05/18(木) 02:56:18.57
>>27
払うかね以上に大きい金稼がせればいいんだな出来るのかしらんが
払うかね以上に大きい金稼がせればいいんだな出来るのかしらんが
57 2017/05/18(木) 03:22:06.07
情報をエネルギーに変換出来ることが実証されたっちゅーこと
これはスゲーよ、まあ結構前に同様のニュース見た気がするけど
これはスゲーよ、まあ結構前に同様のニュース見た気がするけど
73 2017/05/18(木) 03:39:59.59
>>57
なるほど!
逆にエネルギーを情報にすれば冷えるのけ?
なるほど!
逆にエネルギーを情報にすれば冷えるのけ?
77 2017/05/18(木) 03:47:17.51
>>73
レーザー冷却がそうかもしれない
レーザー冷却がそうかもしれない
83 2017/05/18(木) 03:54:25.60
もはや観測することは事象に何ら影響を与えないなんて言い訳はできないのだよ
107 2017/05/18(木) 04:28:06.28
>>83
「観測する」というエネルギーは“関係”によって生じるものであり、
その関係内においてしか生きられない、つまり取り出せないのなら、
>観測することは事象に何ら影響を与えない
これは肯定できる
もっと正確に言えば、
観測することがそのまま現象として示されるのであるならば、
そこに「影響している」かどうかの有無を証明することは不可能である
「観測する」というエネルギーは“関係”によって生じるものであり、
その関係内においてしか生きられない、つまり取り出せないのなら、
>観測することは事象に何ら影響を与えない
これは肯定できる
もっと正確に言えば、
観測することがそのまま現象として示されるのであるならば、
そこに「影響している」かどうかの有無を証明することは不可能である
169 2017/05/18(木) 05:25:47.88
>>107
何か量子測定の知識が殆どない人間が背伸びをしている内容だな。
というより物理学を啓蒙書でしか理解していないだろ。幼稚過ぎる。
量子エンタングルメントや量子弱測定とか知らない人間の文章だ。
何か量子測定の知識が殆どない人間が背伸びをしている内容だな。
というより物理学を啓蒙書でしか理解していないだろ。幼稚過ぎる。
量子エンタングルメントや量子弱測定とか知らない人間の文章だ。
引用元:http://ai.2ch.sc/test/read.cgi/newsplus/1495042551/