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motore informativo

12.11.2022

Il clou dell'anno è stato lo sviluppo del cosiddetto motore informativo, alimentato dalle informazioni. Il motore prototipo ha svolto il lavoro esclusivamente per calcolo, senza spendere alcuna energia. Sfortunatamente, questa scoperta funziona solo nel microcosmo.

Conosciamo tutti un fenomeno come il rumore termico. Nello stato normale, le fluttuazioni termiche sono di natura casuale e non possono svolgere un lavoro utile. Puoi correggere la situazione con l'aiuto del feedback, informazioni che potrebbero interrompere le oscillazioni "frenanti" e correggere quelle "funzionanti". Quindi ogni volta il motore farebbe solo lavoro utile, senza spendere energia sotto forma di carburante. Il ruolo del carburante in un tale sistema sarebbe svolto dalle informazioni: questo è un sistema per determinare il lavoro perfetto e il feedback che controlla il motore.

Un gruppo di fisici della Simon Fraser University di Burnab, British Columbia, e l'Institute for Fundamental Questions (FQXi) hanno condotto un esperimento in cui una perla di vetro delle dimensioni di un batterio è stata spostata in una data direzione mediante rumore termico e informazioni sulla sua posizione . Il tallone è stato posto in acqua e catturato in una trappola laser. Le vibrazioni termiche delle molecole d'acqua hanno spinto la pallina in tutte le direzioni possibili, ma grazie alle misurazioni della sua posizione nell'acqua e al feedback, la trappola ottica si è mossa nello spazio (e ha mantenuto la pallina a un nuovo livello) solo quando il movimento è andato nella giusta direzione .

L'accuratezza nel determinare la posizione del tallone nello spazio lasciava molto a desiderare, e quindi il lavoro del motore "informativo" era ridotto. È stato possibile aumentare l'efficienza del motore dopo l'inclusione nell'algoritmo della cosiddetta "stima della soluzione baesiana", un metodo statistico che prevedeva in gran parte la nuova posizione del tallone piuttosto che misurarla.

In effetti, il "carburante" di un tale motore era solo l'informazione sulla posizione approssimativa del tallone ottenuta mediante misurazione, un algoritmo di calcolo che riduce l'errore di misurazione e un meccanismo di feedback che fissa il tallone (lavoro svolto) a un nuovo livello . Il processo di esecuzione del lavoro è stato eseguito dal rumore termico. Puoi dire che è gratis. Ora gli scienziati stanno pensando a esperimenti su come eseguire un lavoro simile da altre fonti di rumore. Se tutto funziona, sarà possibile ricevere energia da fonti che il mondo non ha ancora sognato.

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