Aalto-yliopiston tutkijat valmistivat laitteen tulevaisuuden tietokoneiden suunnittelun avuksi

11.1.2016

Vuonna 1867 skotlantilainen fyysikko James Clerk Maxwell haastoi termodynamiikan toisen pääsäännön, jonka mukaan entropian, eli epäjärjestyksen on kasvettava suljetussa systeemissä. Ajatuskokeessaan Maxwell otti umpinaisen kaasusäiliön, jakoi sen kahtia väliseinällä ja sijoitti seinään pienen luukun, jota vartioiva olento, ”demoni”, pystyi luukkua avaamalla ja sulkemalla erottelemaan hitaat kylmät ja nopeat lämpimät hiukkaset omille puolilleen ja luomaan näin lämpötilaeron, vastoin termodynamiikan oppeja.

Ajatuskoetta on teoriatasolla pohdittu melkein puolitoista vuosisataa, mutta kokeellisesti sen testaaminen on ollut viime vuosiin saakka mahdotonta. Nyt Aalto-yliopiston tutkijat ovat onnistuneet rakentamaan nanoteknologiaa hyödyntäen autonomisen Maxwellin demonin, joka mahdollistaa termodynamiikan mikroskooppisen analysoinnin. Tutkimuksen tulokset julkaistiin juuri Physical Review Letters -tiedejulkaisussa, ja ne ovat osa tohtorikoulutettava Jonne Kosken väitöskirjaa.

"Rakentamamme järjestelmä on yhden elektronin transistori, joka muodostuu pienestä metallisaarekkeesta, joka on yhdistetty kahteen johtimeen suprajohtavista materiaalista tehdyillä tunnelikytkennöillä. Järjestelmään kytketty demoni on myös yhden elektronin transistori, joka seuraa järjestelmän elektronien liikettä. Kun elektroni tulee saarekkeelle, demoni vangitsee sen positiivisella varauksella; kun elektroni lähtee saarekkeelta, demoni hylkii sitä negatiivisella varauksella ja pakottaa sen liikkumaan ylämäkeen, mikä laskee järjestelmän lämpötilaa", kertoo akatemiaprofessori Jukka Pekola.

Lähde: Aalto-yliopisto

Viimeksi muokattu 11.1.2016
Seuraa meitä:
FacebookSlideshareTwitterYoutube
VAIHDE 029 533 5000
KIRJAAMO 029 533 5049
FAKSI 029 533 5299
   
SÄHKÖPOSTI etunimi.sukunimi@aka.fi
AUKIOLO Arkisin 8.00-16.15
   
HENKILÖHAKU »
YHTEYSTIEDOT, LASKUTUS  JA
REKISTERISELOSTEET»
KYSYMYKSET JA PALAUTE »