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2017年05月18日

NTT、“マクスウェルの悪魔”による発電に成功

13
コメント
あくま

1: 2017/05/17(水) 20:21:07.06 ID:cUcHPiHH0 BE:498464405-PLT(13611) ポイント特典
【やじうまPC Watch】NTT、“マクスウェルの悪魔”による発電に成功 - PC Watch

 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。

http://pc.watch.impress.co.jp/docs/news/yajiuma/1060103.html
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/html/02.gif
マクスウェルの悪魔による発電。
no title

 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。

209: 2017/05/18(木) 00:55:45.53 ID:QKdVDmxI0
>>2
ごめん俺には難解すぎて、中2病にしかみえない
マクスウェルの悪魔ってラノベかよ

3: 2017/05/17(水) 20:22:37.49 ID:rVXXWBjD0
マクスウェルの悪魔って分子じゃなく電子を観測するんだったっけ?

47: 2017/05/17(水) 20:36:52.68 ID:Y/Pll4oh0
>>3
もとはそう

6: 2017/05/17(水) 20:23:31.02 ID:wmVNw9YN0
スターリングエンジンの電気版?

251: 2017/05/18(木) 06:26:48.51 ID:Q+9c9N3R0
>>6
スターリングエンジンは熱膨張を利用してるだけだから全然違う

271: 2017/05/18(木) 08:57:06.26 ID:HfS9muDa0
>>6
このスターリングがラスカルの飼い主と知ったときの衝撃

273: 2017/05/18(木) 09:02:35.08 ID:ErR5nT4u0
>>271
てめえ一瞬信じかけたじゃねえかこの野郎(´・ω・`)

8: 2017/05/17(水) 20:23:45.73 ID:ftHlruoD0
ああ、あれなアレ

9: 2017/05/17(水) 20:24:04.73 ID:0jKHYH4M0
悪魔に惹かれてスレを開いた奴は俺だけじゃないはず

17: 2017/05/17(水) 20:25:41.93 ID:I/fq6woi0
>>9
うん、それそれ

10: 2017/05/17(水) 20:24:10.54 ID:I/fq6woi0
いいアイディアに気付いたもんだな、さすがNTT

何の事か知らんけど

11: 2017/05/17(水) 20:24:30.58 ID:elZgGQqG0
ポール・マッカートニーの名曲か

12: 2017/05/17(水) 20:24:44.10 ID:sT7jpyEF0
もう原発いらねーな

15: 2017/05/17(水) 20:25:24.14 ID:hSNCqdhK0
なんで悪魔なんだよ

16: 2017/05/17(水) 20:25:27.70 ID:uS2PV8bG0
どのへんが悪魔なん?

91: 2017/05/17(水) 20:54:28.99 ID:f3zdIk9E0
>>16
まあ妖精と言い換えてもいい

114: 2017/05/17(水) 21:13:42.84 ID:sc4MZMXp0
>>16
実在すると永久機関が作れちゃうので、物理学を破綻させちゃう悪魔。

20: 2017/05/17(水) 20:27:18.08 ID:cZEPQcNx0
厨2病患者が大好きな言葉ベスト3
シュレーディンガーの猫
マクスウェルの悪魔

あと何?

25: 2017/05/17(水) 20:30:46.73 ID:I/fq6woi0
>>20
俺的にはなんとか効果とかエフェクトとかが好き

30: 2017/05/17(水) 20:31:32.95 ID:Recn5JxL0
>>20
ラプラス?

34: 2017/05/17(水) 20:33:00.63 ID:TYMd8jiM0
>>20
普通なら、ラプラスの魔じゃね?

152: 2017/05/17(水) 22:12:54.41 ID:jzXbHCSE0
>>34
普通ならとか言っちゃう感性が優勝

38: 2017/05/17(水) 20:34:22.98 ID:D5TNlpJV0
>>20
ハイゼンベルクの不確定性原理
を推すわ

40: 2017/05/17(水) 20:35:29.45 ID:/E7EAae40
>>20
ラプラスなんだろうけどここはあえて
天使の分け前を押す

63: 2017/05/17(水) 20:44:56.66 ID:nbbiEnuP0
>>20
事象の地平線(event horizon)

78: 2017/05/17(水) 20:49:49.73 ID:/E7EAae40
>>63
シュバルツシルト半径も

71: 2017/05/17(水) 20:47:51.78 ID:eEieDDBI0
>>20
アンダーソン局在

138: 2017/05/17(水) 21:50:11.87 ID:uMQAU0Lv0
>>20
フレミングのなんちゃらな

167: 2017/05/17(水) 22:39:59.85 ID:wTzx+JO+0
>>20
囚人のジレンマ

188: 2017/05/17(水) 23:30:46.74 ID:Vf9TPNm40
>>20
ヤマアラシのジレンマが出てないとは…

262: 2017/05/18(木) 08:00:43.83 ID:Sk0lXhxt0
>>20
ドイツ語全般
特に数字とか兵器

21: 2017/05/17(水) 20:28:08.71 ID:io7rnaB50
なるほど、わからん


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コメント一覧

1. 名無し隊員さん  2017年05月18日 20:29
よーしわかった! よーしやってみろ!
2. 名無し隊員さん  2017年05月18日 20:32
そりゃ名倉も泣いちゃうわな
3. 名無し隊員さん  2017年05月18日 20:47
なるほどね、やっと俺の領域に近づいたってことねなるほど
4. 名無し隊員さん  2017年05月18日 21:03
邪魔でしかなかった熱ノイズに使い途ができたね。
熱で性能落としたり、センサーにノイズのせてたものでしょう。
電流を取れるなら、別の小さな容量の物がそれで
動くかもってところ。
5. 名無し隊員さん  2017年05月18日 22:24
全然わかんないけど、ロデオしている悪魔のイラストが可愛E
6. 名無し隊員さん  2017年05月18日 22:34
デュオかな?
7. 名無し隊員さん  2017年05月18日 23:31
熱が発生しているときは分子や電子がランダムに動いてる、あるいは振動している状態で、
その時に動いている電子のうち一定方向に向いているものだけを取り出せれば
電子の流れ=電流が作り出せるってことでいいんか?
8. 名無し隊員さん  2017年05月18日 23:33
デーモンさん、最近じゃ送れなかったメールを差し戻したりしてくれるしな
働き者だな
9. 名無し隊員さん  2017年05月19日 00:10
嘘臭さ全開だけどNTTの名前出てるとあれ?ってなるんだが
熱力学第二法則が破れるんか?ってほんとならもっと世界震撼しとるか
10. 名無し隊員さん  2017年05月19日 00:18
※9だが、

>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。

ってことらしいのでまあ、大丈夫(?)みたい
11. 名無し隊員さん  2017年05月19日 00:39
神の見えざる手
12. 名無し隊員さん  2017年05月19日 10:58
単に、普通なら熱ノイズに埋もれる信号を電流として取り出せる技術、と読めるが
13. 名無し隊員さん  2017年05月19日 11:07
フリーエネルギーだろ

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