【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 >>370
> 今どきのCPUだって電子10個くらいの制御
これはいくらなんでもホラの吹きすぎｗ
現行のCPUで本当に１ビットを表す電荷量が電子10個程度ならば
量子力学的な効果が顕著に現れてくるが、現実の半導体回路では
最も集積度の高い（つまり細くて電荷量が少ない）ものでもそこまで達していない
現実の半導体回路で見られる量子力学的な効果としては
回路が微細になり絶縁体の壁が薄くなることによってトンネル効果による
電荷の漏洩が無視できなくなるだけで、ビットを表すのに使用する
電荷量は十分にマクロな量 ID:y53HJK35電子を1個操作なんて楽勝なんですが。
ID:y53HJK35電子を1個操作なんて楽勝なんですが。
ID:y53HJK35電子を1個操作なんて楽勝なんですが。
ID:y53HJK35電子を1個操作なんて楽勝なんですが。
ID:y53HJK35電子を1個操作なんて楽勝なんですが。 ＞今どきのCPUだって電子10個くらいの制御
どのオーダーで微細加工してるのかも知らんのかド素人が しかしいいよなあ。
こんな誰も後追いしないようなキワモノ研究で
好き勝手に言えるからなあ。
× 電子の観測とデバイスの電気的開閉制御だけにより、熱振動する電子をエネルギー的に高いほうへ移動させることができた。
〇 移動させたい方向へ電子にエネルギーを与えた（与えてしまっている）だけ。
論文だけなら何とでも書けることは言うまでもないしな。
まあ、これからも頑張ってくれたまえ。
どんな妄想が流行ってるのか
こっちはアタマの体操になるからいいわ。 ＞現実の半導体回路で見られる量子力学的な効果としては
＞回路が微細になり絶縁体の壁が薄くなることによってトンネル効果による
量子論に騙されてるバカ乙。
各電子のエネルギーは時々刻々と変わってんだから
ある瞬間に大きなエネルギーを持てば薄い絶縁領域を超えることも当たり前に起こる。
それを量子効果というのが詐欺なんだが、
アホばっかで半笑いするしかない。 >>375
横からすまんが
君なら絶縁層を越える方法に二種類考えられることは容易だろう
電子にエネルギーを与え原子を構成する電子軌道に電子をねじ込み別の電子を押し出し同じことを繰り返す
所謂ところてん方式
そして量子効果によるトンネル効果
ところでこの二つの現象は排他的であろうか
電子が十分大量存在する実在の電子機器を想定していただきたい
片方の現象が起こり得るときもう片方は絶対に起こらないという保証があるのであろうか
この二つの現象は直接的には全く独立した現象であり影響しないのは自明
ならば両方起こり得ると考えるのが妥当
事実両方起こっているわけだが
両方同時に起こり得る事象に対して「AだからBでない」という証明は成り立たない
> ある瞬間に大きなエネルギーを持てば薄い絶縁領域を超えることも当たり前に起こる。
これがトンネル効果を起きていないことを証明するには不十分であることは理解していただけるのではないかな >>373
現代のCPUが１ビットを電子10個ほどで表せてるなら必要な電流はずっと小さくて済むことになる
お前は単純な掛け算もできないで技術者のつもりか 顔真っ赤にして4連投する基地外ID:XdTJAx8Nに触るなんて暇な奴だな。 創価学会は犯罪集団
ドトールコーヒーは学会員だ
赤羽は創価集団ストーカー の街
いつくしみ深き 友なるイエスは
罪とが憂いを とり去りたもう
こころの嘆きを 包まず述べて
などかは下ろさぬ 負える重荷を
いつくしみ深き 友なるイエスは
われらの弱きを 知りて憐れむ
悩みかなしみに 沈めるときも
祈りにこたえて 慰めたもう 「情報」という言葉を使う奴は二元論者だ、と言う研究者が居る。
霊魂や神の奇跡のような、物理的な実在なく物理的な作用を及ぼす何かしらの超常現象を前提においていると考えられると言う。
電子1個が持つ「情報」が本当に物理的な存在であるなら、「情報」という言葉ではなく普通に何かの物理量で表されるハズなのだが…
少なくとも世間一般では改変と欺瞞でロクでもない使われ方をする予想しか出来ない… どうでもいいけどさ
居る、此の、其の、で在る
こういう言葉の入った文章って胡散臭くなるよね
どうでもいいけど 常温の水をエネルギー０で冷たい水と熱い水に分離できる
エネルギー問題の解決
宇宙船で何千年も航行できる ■ このスレッドは過去ログ倉庫に格納されています
