اكتشف فريق من الباحثين محركًا حراريًا ميكروسكوبيًا أطلقوا عليه اسم “كارنو المقامر” يعتمد على استغلال الحركة العشوائية للجسيمات الحرارية مع تدخل لحظي يشبه فكرة “شيطان ماكسويل”.
آلية العمل
راقب الباحثون جسيمًا صغيرًا محتجزًا بأشعة ليزر ثم تدخلوا عند اللحظة المثالية عندما يعود الجسيم إلى مركز المصيدة، ما سمح بإكمال شوط الضغط بطاقة شبه معدومة وتحويل الحرارة الممتصة شغلًا عمليًا تقريبًا، فتظهر الكفاءة النظرية للمحرك قريبة من 100% على الورق.
ثغرة في القوانين الكلاسيكية
تنص قوانين الديناميكا الحرارية الكلاسيكية على أن كفاءة أي محرك لا تتجاوز حد كارنو (η = 1 – Tc/Th)، لكن على المقياس الميكروسكوبي حيث الطاقة مجزأة، يسمح التغذية الراجعة الذكية بفرز الجسيمات واستغلال لحظات مناسبة لتجاوز هذا الحد ظاهريًا. ومع ذلك، يشير العلماء إلى أن حساب تكلفة معالجة المعلومات والتحكم اللازمين لتشغيل هذه الآلية يعيد الكفاءة النهائية لتتوافق مع قانون كارنو.
تطبيقات مستقبلية
يتوقع الباحثون أن التقنية قد تفتح طرقًا لاستغلال الحرارة المهدرة على مقياس النانو في الإلكترونيات الدقيقة والأجهزة الكمية والمجسات الفضائية الصغيرة، وبما أن التجربة تعتمد على أدوات ومقاييس مستخدمة في أبحاث الملاقط البصرية، فقد يكون تطبيقها العملي قريبًا.
