1 :的井 圭一 ★ 2017/05/18(木) 02:35:51.79 ID:CAP_USER9
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。





http://pc.watch.impress.co.jp/docs/news/yajiuma/1060103.html


6 :名無しさん@1周年 2017/05/18(木) 02:40:58.83 ID:q4Lec7aj0.net
ついにフリーエネルギー来るのか?


284 :名無しさん@1周年 2017/05/18(木) 07:27:12.95 ID:An+xMcIt0.net
>>6
無秩序から秩序を見出し、そこから電気を貰う点だけを取るとフリーエネルギーに見えるが、秩序を見出すのに同様のエネルギーを要する、って話でもある。

なので、フリーとは言えないのではないか?



13 :名無しさん@1周年 2017/05/18(木) 02:46:24.38 ID:2WH2PyqR0.net
電池要るんかい


15 :名無しさん@1周年 2017/05/18(木) 02:46:59.00 ID:zVMW4CsG0.net
これは例え易い範囲で言うとCPUの高効率化に役立つかもって事か

更に利用可能になれば、車のあらゆる熱源から発電可能になるって事かな
ブレーキパッド&ディスクやエキマニ~マフラーから発電とか夢が広がるね



18 :名無しさん@1周年 2017/05/18(木) 02:49:55.98 ID:WBF03q8b0.net
熱で逃げるエネルギーの半分節約って感じなの?


26 :名無しさん@1周年 2017/05/18(木) 02:52:57.13 ID:w7k/82Tr0.net
なるほど
サッパリ分からん



34 :名無しさん@1周年 2017/05/18(木) 02:56:47.28 ID:0jICGa/a0.net
結局は温度依存
シリコンデバイスの耐えうる温度でのエクセルギなど知れたもの
太陽光パネルに焼きこんで宇宙で大面積で利用するとかでないとな



39 :名無しさん@1周年 2017/05/18(木) 03:05:00.22 ID:qe3oksww0.net
ようするに電子1個レベルでの制御が可能だと言いたいわけか
悪魔云々は注目集めだな



130 :名無しさん@1周年 2017/05/18(木) 04:49:42.66 ID:meHS0Q1T0.net
>>39
昔からの理想理論の名前だが
不可能と思われていたから悪魔と呼ばれていた



50 :名無しさん@1周年 2017/05/18(木) 03:15:35.73 ID:jPqsQgKV0.net
さ、三行で、、、


328 :名無しさん@1周年 2017/05/18(木) 08:22:00.46 ID:P3K7OyZ70.net
>>50
ブルーバックスの「マクスウェルの悪魔」を読め。
40年も昔に書かれた本だか、今なお輝きを失わない名著。
量子力学の基礎の基礎を明快に教えてくれる。


347 :名無しさん@1周年 2017/05/18(木) 08:50:24.59 ID:PmidQSfl0.net
>>50
校庭で遊んでいる子供たち
その中から同じ方法へ向かっている子だけに
物を引かせたら発電できる



54 :名無しさん@1周年 2017/05/18(木) 03:20:06.09 ID:xizjYrU+0.net
つまり網戸にしといたら冷たい空気だけが部屋の中に入ってくるのか
クーラーいらんな



72 :名無しさん@1周年 2017/05/18(木) 03:39:30.67 ID:3qbG8DUG0.net
昔、そのものズバリの「マクスウェルの悪魔」と言う本がブルーバックスから出たけど。
読んだら、ナンノコッチャ?って感じで理解不能だったよ。



75 :名無しさん@1周年 2017/05/18(木) 03:44:21.29 ID:1TLnXBA90.net
>>72
量子力学は理解しようとしても理解できへん
ありのままを受け入れるのが量子力学やで



78 :名無しさん@1周年 2017/05/18(木) 03:47:33.66 ID:8mZ9QizO0.net
おまえらわかってないな
この実験が正しいことの意義は、

「事象と観測はエネルギーを介して等価である」ということだ

例えるなら、
君が彼女の美点を数えることは、彼女にそれがもともと備わっているのでなく
あなたがそれを発見することで明らかになるということが、
あなたが彼女の美点を“作り上げている”ことと等しい関係になるということだ
言い換えれば、
彼女が美しいのだとすれば、あなたがそれを美しいと観測するからである
彼女が醜いのだとすれば、あなたがそれを醜いと観測するからである
何を当たり前のことだと思うかもしれないが、
でははたして、彼女は美しいのか醜いのかどちらだろうか?

つまりは、
世界というものは観測というエネルギーで“創造されている”関係にあるのである

この帰結はエントロピック重力理論に通ずる
世界がどのように在るかは、観測の在り方に依存しているのである
我々の世界とはつまるところ、“一つのモデル”に過ぎない



97 :名無しさん@1周年 2017/05/18(木) 04:12:26.80 ID:uMGxyGfb0.net
俺の部屋で冷房を利かすためにどっかのサーバーで俺の部屋の空気の分子の挙動を計算してほしいものだ。


113 :名無しさん@1周年 2017/05/18(木) 04:33:11.00 ID:kHZIY3fF0.net
量子力学の観測問題で、時間の因果関係が逆転している現象がみられるという点が、
すごく印象に残っている。
物理学にとってそこは興味あるテーマじゃないのかな。



126 :名無しさん@1周年 2017/05/18(木) 04:43:50.17 ID:td9/x8El0.net
電子一個ずつの動きを正確にとらえて開閉できる扉が必要とか普通に実用レベルで考えたらコスト高そう

グラスファイバーで出来た宇宙エレベーター並みの実現可能な夢理論



158 :名無しさん@1周年 2017/05/18(木) 05:16:01.50 ID:ClCRCBOd0.net
マクスウェルの悪魔が働くのだって情報エネルギーは必要だってことだろ。
永久機関は永久に実現しない。



262 :名無しさん@1周年 2017/05/18(木) 07:02:03.51 ID:aBSErrNq0.net
>>158
その情報エネルギーに必要な分をマクスウェルの悪魔が作り出せるようになれば永久機関



168 :名無しさん@1周年 2017/05/18(木) 05:21:26.70 ID:NpFmLb9A0.net
マックスウェルの悪魔が作れるってのは、永久機関が作れるってことだぞ。
おまえそれ、タイムマシンが出来ましたクラスの話しだぜ。





(´・ω・`) 永久機関とな… アントニオ猪木にこっそり教えてみよう…



元スレ: http://ai.2ch.sc/test/read.cgi/newsplus/1495042551/