维也纳大学 科学家们证实了时间延迟对恶魔行为的新的基本限制，这些限制不在标准热力学定律的范围内
学分:马克西姆·德比奥斯卡，斯蒂芬·林德纳/维也纳大学 维也纳大学和斯图加特大学的研究人员研究了麦克斯韦妖的一个版本，该版本由作用在悬浮微粒上的延迟反馈力体现
他们证实了时间延迟对恶魔行为施加的新的基本限制，这些限制不在标准热力学定律的范围内
科学家团队在《自然通讯》杂志上发表了他们的新研究
麦克斯韦妖是一种假想的智能生物，能够探测单个分子的运动并对其做出反应
在他的思想实验中，詹姆斯·克拉克·麦克斯韦想象了一个控制着连接两个气体分子室的小门的恶魔
通过只让快速的热分子通过一个小室，恶魔将冷分子和热分子分开，从而降低了系统的无序度和熵，这显然与热力学第二定律相矛盾
现在麦克斯韦妖的思想实验可以用e来实现
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受到反馈控制的微粒
这意味着测量粒子的位置，存储信息并通过施加适当的反馈力从微粒中提取能量
然而，在以前的研究中，恶魔的反应时间从未被考虑过
这对恶魔的性能有影响，在现实场景中应予以考虑
基于M
L
罗森伯格和T
由维也纳大学(奥地利)和斯图加特大学(德国)的研究人员合作的国际合作组织Munakata现在已经研究了时间延迟对麦克斯韦妖热力学方法的影响
科学家们使用了一种由激光悬浮的微粒
粒子在真空中的光镊中振荡，同时暴露在与周围气体的随机碰撞中，称为布朗运动
由电子电路实现的魔鬼通过跟踪微粒的位置来获取关于微粒的信息，并且在一定的延迟之后，使用第二激光在微粒上施加相应的反馈力
从他们的实验中，科学家们能够确定热力学量，如热交换和熵流
他们的结果成功地证实了包含时间延迟的第二定律的新版本
“我们使用热力学方法来理解实际反馈回路中时间延迟的作用
在这里，悬浮微粒是一个理想的测试平台，它提供了对粒子动力学的出色控制，”这项研究的主要作者马克西姆·德比斯萨克说
作为这项新研究的结果，熵流对提取的能量提出了新的限制，换句话说，对恶魔的工作效率提出了新的限制
除了量化这种效率，科学家们还观察到，对于非常长的延迟，恶魔会导致粒子的某种随机运动，这种运动不同于通常的布朗运动
“我们的结果表明热力学极限也将影响那些依靠反馈将机械系统带入量子领域的实验，”维也纳大学团队负责人尼古拉·基塞尔说，“我们现在非常好奇我们的研究将对那个领域产生什么样的后果
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