【情報熱力学】ＮＴＴ、「マクスウェルの悪魔」を使った発電に成功 ©2ch.net
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実験に使用した単電子デバイスの構造
http://pc.watch.impress.co.jp/img/pcw/docs/1060/103/01.gif
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/img/pcw/docs/1060/103/02.gif
http://pc.watch.impress.co.jp/img/pcw/docs/1060/103/03.gif
http://pc.watch.impress.co.jp/docs/news/yajiuma/1060103.html 速度の違う空気の分子をより分けられるって事かよ！
そしてその間でゼーベック効果で発電とか とうとう人の記憶がエネルギーになる時代が来たか
ヴヴヴとかチャイカとか >>106
分かってない奴だな。ここで言ってるのはエネルギー「消費」のことだぞ。 >>91
技術ありきの話だよ。ランダム性を利用するにはそれに対応した操作が必要ってこと
全然違うなら説明してみてよ >>91
ごめん。誤読した。間違い。1bitあげるから許して 悪魔なんていませんでしたって話でしょ
神も死ぬけど悪魔も死ぬんだね
ついでに髪も死んでくからこの世はつらい 見えそうで見えないムラムラのエネルギーで電流をうみだしてるのか 悪魔力発電所の暴走事故が発生して数年がたった。地上は
解き放たれた悪魔たちによって蹂躙された。
だが東京電魔制御技術社員の戦いが続いてた。 電源がなくても、受信さえできれば発電はできるってこと？ 電子情報機器のデータ処理に必要なエネルギーの実質的最小値
としてある程度有効な実証値が取れたから
これを極限として使って、対数グラフで演算処理器の歴史がひと目で分かる表でも作って
「今ここ」とか、目で見える形にしてくれると、わかりやすい ★
電気が安くなっても、デバイスそれ自体のコストが高くなるんじゃねーの？。 耐用年数もわからんし。
★ でもこれって、与えたエネルギー以上の電流は生まれないって事なんかな？
デバイスにしかつかえなさそうね 情報がエネルギーに変換できる？？
SFみたいな話に聞こえるが 電子を一個一個識別できる検出器（悪魔）が実在したと言うことか。
後はこの情報に基づいてゲートを開け閉めするだけ。
一個一個識別出来る検出器の原理は何なのかな、量子力学では観測によって
観測対象の状態を変えてしまう、何らかのエネルギー収支が伴わないと観測できない。
電子一個のエネルギーより更に低いエネルギーで観測可能な方法か 結局計測せずに拾うシステムが効率良いんだろうけど
やってる人達は仕事楽しいだろうな、いい意味で
素直に羨ましい 「おめえうざいから去れよ」と誰かにレスすることは、
その情報によってその誰かの反応にエネルギーを与えることになる
これを、
「俺って天才じゃね」と自己暗示に情報を与えることは、
その情報が自身の行動エネルギーに効率的な変換を与えることを意味する 誰か分かりやすく説明しろよ、意味不明な説明でスッキリしないぞ！お〜ん？ PCで言えばメモリー内の情報が置き換わらない限りメモリーの待機電力がかからなくなるかもしれないのか
え、そういう話じゃない？ >>131
労力を要せずに難しいことを理解することはできない
労力つまりエネルギーが必要ということは、時間が必要だということに同義なのだよ
世の中や人生について知ったか振りすることは生きなくても可能だが、
それを理解できるためには実際に生きられた時間が求められるようになっているのである >>8
そりゃエントロピーは増大して行くからな。
部分を切り抜いたところでどうしようもない >>7
流石にそこは理解しろよw
電気を扱う装置は大量の電子を使うものが大半
これを小型化していくと理論限界は当然電子一つになるってだけ
水に例えると水分子一つで動作する水車のようなもの >>95
無知無恥で理解力もないとそんな恥ずかしい書き込みができるんだな（嘲笑 時間からエネルギーを取り出すことはできても、
無時間からエネルギーを取り出すことはできない
なぜなら時間の経過とは熱運動そのものを意味するから
だったら「熱」ってなんなんだよ？という疑問は、
それは「情報」の扱いに関するウンタラカンタラなのだよw 無時間つまり、時間の経過のないところには、
ポテンシャルだけが与えられている
「場」というポテンシャルの扱いは量子と同じく明瞭じゃない しかし、ポテンシャルとは実在のエネルギーである
君がもし、明日彼女と遊園地でデートしようと考えたなら
この情報はエネルギーを持つのである
人間の行動が効率的なエネルギー変換に作動しているのは、
ひとえにこの、「未来を予測する」という情報に関わっているのである 君が彼女と遊園地デートしてエッチできるかどうかは、「熱意」に関わる
熱意があるということは、その未来の可能性(ポテンシャル)に対して、
その実現の可能性が高くなる(エントロピーが低くなる)ということである
つまり、熱意という意志の情報が高ければ高いほど、それが現実化のエネルギーとして変換される 真空にエネルギーが埋まってるという表現は、
その空間を辿る粒子の経路が可能性で満たされている、
と言い換えてもそれほど間違っていないはず >>1
>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
ここで「選り分けて」と言ってるのは、特定の電子を取り出してるわけじゃない
ランダムに集合している集団のなかから、整列された一列の集合を並び与える(指導する)
と言い換えてもそれほど間違っていないはず 未来に対する予測の情報を持っていないことは、
それを持っていることの未来の実現に比べて、
情報が現実化されることの熱的ロスが大きくなる サッカーの試合の結果を予測するのに勝ちと負けで予想することは、
その結果が勝ちあるいは負けである場合に限り、予測の精度つまり、
情報の変換におけるエネルギーの移行が小さくなる
しかし、その試合の結果が引き分けた場合、
引き分けという情報の予測を与えていなかったことで、
情報の移行はそれが与えられる前より後のほうが、エネルギーが大きくなる
つまり、現実のほとんどは予想できないことで(事前に数え上げられる予想を上回る)
その結果を観測することは熱力学第2法則に従うことになる >>147
あれ、なんかおかしいぞw
頭が硬くなってきた >>143
結果はその熱意に関わらない
流動的な情報、お互いの思考、環境変化、偶然と呼ばれる情報変化に導かれた奔流へのシンクロ如何が結果として現れるだけ 校内のグラウンドに全校生徒を集めた場合、
その経過は自然と同じ学年や友達同士、男性や女性のグループといったように
一群の集合になるはずだ
しかしそれは、そのグラウンドに集まった生徒に、
そのように判別する情報を持っていなければ、
それが一群の集合に固まっているということを判別することはできない
ここで、
そのような情報を持ってることでランダムな集合から一群の整列を見出すのか
それとも、例えばクラス別に並べと指導することでそのような一群の整列を与えるのか
つまり、
ランダムな集合から一群の集合の成り立つことは、
エネルギーの低い状態からエネルギーの高い状態に移行することを意味するが、
この「移行」というそのものが、
つまりはそれを区別することに「(自然状態から)見つけて」いるのか「(自然状態に)与えて」いるのか
この違いを指摘することが可能であろうか？
いいや、その違いを判断することはできない
どちらも「同じこと」であるはずである
であれば、いったいどこに移行という時間が所属しているのだろうか？
いいえ、時間とはそういうものなのです
時間とはどこにも属さず、ただ相互作用によって顕れる媒介の、抽象化された謂いなのです
だから、世界をランダムな集合として、その全体には時間の経過などないと言っても
それほど間違っていないはずです >>1
電子の選別なぞせずに
単原子レベルまで薄くしたPN接合ダイオードで
一方通行作るのではあかんのか >>150
シンクロニシティというのは、デコヒーレンスの現象を言い換えただけと言っても
それほど間違っていないはず >>153
decoherence
de
coherence 電流が流れるとか時間が経過するというのは、
電圧という圧力によって空間に秩序を見出す、あるいは与えると言っても
それほど間違っていないはず
じゃあ電流の流れに高低差を設ける電池つまり、圧力のエネルギーの源は
いったいこの世界のどこから供給されているんだよ？って
これはね、
この世界というか宇宙そのものが、限りない階層構造そのものなのよ
私たちはその間に漂っていることで、そのエネルギーを得ているのです
電池の作れる源は、もちろんこの自然から借りてきた産物ですから当然なのです
世の中に金持ちがいれば貧乏人もいるように、
この世界にはエネルギーの濃度が集中している部分とそうでない部分によって、
全体の均衡はつり合っていることで基本的に矛盾はないのです >>151
>ランダムな集合から一群の集合の成り立つことは、
>エネルギーの低い状態からエネルギーの高い状態に移行することを意味するが、
エネルギーじゃない
エントロピーだ あれ？
エネルギーとエントロピーの関係がわからなくなってきた エントロピーでググってウィキで再確認したが、
大まかに「何をすることができて、何をすることができないかを、その大小で表すような量」
これは素晴らしい表現だね エントロピーが増大していくことでエネルギーが拡散されていくことを意味するのだから
エネルギーの高い状態をエントロピーの低い状態と定義したのは使い勝手のわかりやすい用語じゃないわ >>157
>ランダムな集合から一群の集合の成り立つことは、
>エネルギーの低い状態からエネルギーの高い状態に移行することを意味するが、
エネルギーは変わらない
それを測定することにエントロピーが関わってくるだけ
しかしこの「測定する」ことにエネルギーが関わってくる
ややこしい 自分で問いを立てて自分でそれに答えていくって
いったいどういうエネルギーとエントロピーの関係なのだよ >>1
測定も電子１対１でやるのでなくて
１エネルギーで２電子同時測定するように工夫すればいいのだよ 一方向に動くという事は直流電流を取り出すことに成功した
という事だろうが、それ以外何が何やらわからん。 観測する/しないをスイッチにして
バラバラに動きたがる電子の流れを一方向にすることで
電流を流して電気エネルギーにする
ってこと？ マクスウェルの悪魔？
NTTは最近の異世界転生禁止を知らないの？ >>154
測定に要するエネルギーで普通に電流流す以上の電力が必要になるけどね。 俺もマクスウェルの悪魔を使った発電方法見つけたぜ
１つの金属を絶縁体で囲って別の金属を接触させれば電圧を起こせたよ。
理論は絶縁体で囲まれた金属が箱で、別の金属がゲート
絶縁体で囲まれた金属に熱ノイズが発生すると逃げ場を無くした電子が別の金属に逃げる時に電圧が発生する。
観測とか電子の選択をしなくても、別の金属に電子が逃げる性質を使えば効率良く発電出来るわけ。 >>169
そもそも「宇宙戦艦ヤマトの波動エンジン」とかいうのは、なんか凄いもんなの？
凄いなら、どこがどう凄いの？
>>171
ノーベル賞って凄い賞かな？
まあそれはおいといて、ノーベル物理学賞のカテゴリーとはずれてるのでおそらくこの件での受賞はない 「マクスウェルの悪魔」の反対が「ハニートラップの天使」 >>163
ZEN is right here.
禅問答 意識とエントロピーの関係ってなんだろうね。
意識（自意識）は常にエントロピーを下げる方向で事象と関わっているよね。
もちろん意識の存続（生命活動）にはエネルギーが要るが、それはいつも
エントロピー低下と等価なのか。それとも…？人間原理が構想される所以かも >>177
どアホ
記憶や知識、思い出が増えるにつれエントロピーは増大する 無秩序なものに意味を与える、整理するという行為もそうなん？
記憶も一見エントロピー増大に見えるが、事象を整理して保存するという意味では逆だ >>183
情報の拡散はエントロピーの増大。
機密情報も特許情報もプライバシーも、時が経つにつれ
いずれ公開され情報は拡散していく。
これはエントロピーの増大である >>8
俺は数学者で統計力学は専門ではないが、厳密にはそれはよくわかってないと思うよ
時空全体で見て、つまり非平衡系や遠平衡系を含めてエントロピーがどういう変化を辿るのか >>184
君のカキコはなかなかエントロピーが高いな。僅か２レスの間に飛躍が激しい。落ち着いてな。 量子論自体がまだ十分わかってない上、その上の統計力学というか大域理論はまだ
できてない。宇宙全体のエントロピーを論じるのは今のところ仮説の域を出ない
Steart Kauffmanなんかまさにそうだよね >>182
エロ妄想を情報として電気に変換すれば
相当なエネルギー量になるだろう。
大昔聞いた話だな、情報工学の授業で。
結局、この説明で、
情報工学のエントロピーは、熱力学のエントロピーと等価って結論に達したという話。
実際に実験するとはなあ。
>>173
簡単に言うと空間からエネルギーを無限に取り出せるしくみ。 >>196
空間の相転移？
それとも反物質を湧かすのかな >>197
宇宙にあるエネルギーをタキオン粒子へ変換してエネルギーを取り出す。 >>198
波動エンジンが福島みたいに事故ると、宇宙の全物質が消え去るぞ この原理を秘密に発明して相場で大もうけしてるやついるだろ。
おおやけにしないだけでさｗ 厚木の糞田舎の研究所か。あそこキチガイが多いんだよな 情報のエントロピーが実際のエネルギーに変換できるという研究は数年前からあるな ■ このスレッドは過去ログ倉庫に格納されています
