Aprócska gépezetek

Egy aprócska gépezet megépítése sokkal bonyolultabb az alkotórészek méretezésénél. Először is a mikrovilágban alapvetően uralkodó káosz felborítja az összehangolt mozgásokat. De mi történik akkor, ha egy motor képes a rendezettséggel együttműködni, s nem ellene dolgozni? A nemrégen elkészített nanométer nagyságú kerekek ezt a látomást egyre közelebb hozzák a megvalósításhoz.

A szabálytalan molekuláris mozgásokban keresett hasznosítható energia felvetése látszólag csak az újbóli elkövetése Maxwell démonjának hibáinak – egy olyan aprócska, elméleti szerkezet vagy lény, amely megpróbál rendszert vinni a rendszertelenségbe azáltal, hogy mozgások között válogat. A démon egyik megvalósítása az elhunyt Richard Feynamn nevéhez fűződik. Ő egy kilincsművel ellátott fogaskereket kötött össze egy mikroszkopikus propellerrel. Ahogy a folyékony molekulák „kóstolgatják” a propellert, némelyik az óramutató járásával egyező, mások pedig épp ellenkező irányba fogják lökni – ezt a rezgést Brown-féle mozgásként ismerjük –. A pecek azonban, tegyük fel, csak az óramutató járásának megfelelő mozgást tesz lehetővé. Íme, máris rendelkezésünkre áll egy örökmozgó szerkezet: a molekulák nyüzsgése keltette hő állandó, veszteség nélküli, az óramutató járásával egyezőirányú mozgássá alakul. (Feynaman azt javasolta, hogy bolhák megemelésére hasznosítsák az így keletkezett energiát.)

Continue reading