Mootorikütuseks sobib ka informatsioon – ja üsna edukalt

Infokütusel mootori aluseks on kunagi vaid hüpoteesina kirjeldatud nn Maxwelli deemon - tegelane, kes oli suuteline eristama vaid teatud liikumissuna ja -kiirusega molekule ning avama vaid neile ukse kaheosalise anuma vahesinas ja sel moel muutma temperatuure neis anumaosades justku termodünaamikaseadusi eirates. Eesti mütoloogias sarnaneb selle teglasega tavaline kratt, mis ka vaid loitsude - informatsiooni - toel asju tekitas. Foto: Flickr

Simon Fraseri ülikooli teadlased on disaininud tavatult kiire mootori, mis kasutab uut tüüpi kütust, nimelt infot. Nende mootor salvestab energiat väikest vedelikus hõljuvat kübet raskusjõule vastupidises suunas ülespoole tõstes. Kogu töö tehakse valdavalt info põhjal helme asukoha ja liikumissuuna kohta.

Väljaandes Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) avaldatud mootoridisaini kirjeldus võib endaga kaasa tuua arengu arvutite ja bio-nanotehnoloogiate kiiruses ja maksumuses. Arusaam, kuidas kiiresti ja tõhusalt informatsiooni «tööks» teisendada, võib aluse panna infomootorite ehitamisele ka päriselus.

Mõte sellisest mootorist pakuti esimest korda välja juba 150 aasta eest, kuid nende ehitamine sai võimalikuks alles hiljuti. Autorite sõnul on nad mootorit süstemaatiliselt uurides ning õigeid süsteemitunnuseid valides suutnud selle võimsuse viia senistest sarnastest rakendustest üle kümne korra kaugemale.

SFU teadlaste projekteeritud infomootor on ehitatud vette sukeldatud mikroskoopilisest kübemest, mis on kinnitatud vedru külge, mis omakorda on kinnitatud liikuvale alusele. Osake hakkab termilise liikumise tõttu üles-alla hüplema.

Kui toimub tõusev hüpe, liigutatakse alust vastuseks üles, kui toimub langushüpe, siis tuleb oodata järgmist ülestõuget. Nii tõuseb lõpuks kogu süsteem, kasutades vaid teavet osakese asukoha kohta. Seda protsessi korrates tõstetakse osake suurtesse kõrgustesse, misjuures säilitatakse märkimisväärne kogus gravitatsioonilist energiat, ilma et osakest otseselt ülespoole tõmbama peaks.

Teoreetilises analüüsis leiti huvitav kompromiss osakeste massi ja keskmise aja vahel, mille jooksul osake põrkus – raskemad osakesed suudavad säilitada rohkem gravitatsioonienergiat, kuid neil kulub üldiselt kauem aega, et üles liikuda. Selle ülevaate põhjal kohandasid teadlased osakese massi ning muid infomootoriomadusi, et optimaalseim võimsus saavutada. Nende disainitud mootor on võimeline tekitama energiat, mis on võrreldav molekulaarmasinatega, mis toimetavad elusrakkudes, ning saavutama kiirusi, mis on võrreldavad kiiresti ujuvate bakteritega. Simon Fraseri ülikool/PM