【情報熱力学】NTT、「マクスウェルの悪魔」を使った発電に成功 ©2ch.net

■ このスレッドは過去ログ倉庫に格納されています
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/1060/103/01.gif

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。

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。

http://pc.watch.impress.co.jp/img/pcw/docs/1060/103/02.gif
http://pc.watch.impress.co.jp/img/pcw/docs/1060/103/03.gif
http://pc.watch.impress.co.jp/docs/news/yajiuma/1060103.html

2名無しのひみつ@無断転載は禁止2017/05/18(木) 09:25:58.67ID:jTMJG2Hj
教育大国

フィンランドの学力崩壊と過激化する学校暴力: ライフルを振り回す女子学生も (画像あり)

http://blog.livedoor.jp/yasemete/archives/1388225.html

3名無しのひみつ@無断転載は禁止2017/05/18(木) 09:27:14.07ID:/G1k/m68
何億使ったんだろ?

4名無しのひみつ@無断転載は禁止2017/05/18(木) 09:27:34.03ID:4x5GYcXR
こりゃ、すげー

5名無しのひみつ@無断転載は禁止2017/05/18(木) 09:29:55.38ID:div2nHNQ
なるほど全然解らない

6名無しのひみつ@無断転載は禁止2017/05/18(木) 09:30:49.57ID:GIUDgDNT
なぜか女神転生を思い出す。

7名無しのひみつ@無断転載は禁止2017/05/18(木) 09:31:16.50ID:CTQoDJ1f
>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」

この時点で既に理解できない。

8名無しのひみつ@無断転載は禁止2017/05/18(木) 09:32:21.26ID:G1FOG/tY
それをやってエントロピーを下げても
それを含む系ではエントロピーが増えてるのが
悪魔の悪魔たる所以w

9名無しのひみつ@無断転載は禁止2017/05/18(木) 09:32:58.34ID:+KkKqNbM
つまり廃熱の廃熱の廃熱で発電できるくらい効率的なデバイスが作れるってこと?

10名無しのひみつ@無断転載は禁止2017/05/18(木) 09:35:32.66ID:/q9KL/4y
熱から電気を作り出す為にいちいちお湯を沸かさなくてもよくなる。

11名無しのひみつ@無断転載は禁止2017/05/18(木) 09:41:08.24ID:2sDf9fyG
体温で発電でけんのか?

12名無しのひみつ@無断転載は禁止2017/05/18(木) 09:42:57.31ID:nkZrpSHQ
加入権返せドロボー

13名無しのひみつ@無断転載は禁止2017/05/18(木) 09:44:03.45ID:cGKGI9fS
この「NTTのマクスウェルの悪魔」は
良く知られている熱力学のマクスウェルの悪魔とは
別物なので
うっかりしないようにしましょう

14名無しのひみつ@無断転載は禁止2017/05/18(木) 09:44:04.94ID:/8ZkPahk
>マクスウェルの悪魔

単にビリヤードやりすぎだよwww

15名無しのひみつ@無断転載は禁止2017/05/18(木) 09:46:41.64ID:8CGQylVw
あれかしら?いわゆる「魔力」とかに相当するものかしら?

16名無しのひみつ@無断転載は禁止2017/05/18(木) 09:53:20.07ID:4+VtzENt
俺を見た者は死んじまうぞ

17名無しのひみつ@無断転載は禁止2017/05/18(木) 09:57:44.15ID:b3x4donA
(´-`).。oO(下手すりゃ四半世紀後には世の中を変えてしまうかもしれない大発見なのかもしれないが…)

18名無しのひみつ@無断転載は禁止2017/05/18(木) 09:58:55.76ID:t/4dnCxF
じっとしている人間は居ないので後戻りできない扉の
運用コストが0なら勝手に集まって最期の部屋(電池)
に入ってくれるよね論

19名無しのひみつ@無断転載は禁止2017/05/18(木) 10:18:18.87ID:e5MGh1Bm
遂に永久機関が発明されたのか。

20名無しのひみつ@無断転載は禁止2017/05/18(木) 10:22:47.76ID:FF9vsN4R
>>1くらい読んでからレスつけるよな

21名無しのひみつ@無断転載は禁止2017/05/18(木) 10:25:11.78ID:s8wZqRRf
よし!俺はキャンディーズの「やさしい悪魔」で発電しよう。
 

22名無しのひみつ@無断転載は禁止2017/05/18(木) 10:26:21.97ID:Va6yLbqg
モルモットの車輪みたいなのの軸に発電機つけて、
中でマクスウェルの悪魔を走らせるんだろ?

子供の頃やったよ

23名無しのひみつ@無断転載は禁止2017/05/18(木) 10:31:08.59ID:ETlWuhmT
召喚術式は秘伝にしておけよ。アジアの友好国(笑)が盗みに来るぞ。

24名無しのひみつ@無断転載は禁止2017/05/18(木) 10:33:05.21ID:n7qoxWcv
情報熱力学って初めて聞いたな。
純粋数学で物理法則を書き換えて推進…なんてSFネタを思い出したわ。

25名無しのひみつ@無断転載は禁止2017/05/18(木) 10:36:44.83ID:H5FapML6
リチウム充電池などでマクスウェルの悪魔になっているんだけど

26名無しのひみつ@無断転載は禁止2017/05/18(木) 10:46:30.96ID:QTKVRuqC
悪魔が過労死しそう

27名無しのひみつ@無断転載は禁止2017/05/18(木) 11:01:00.73ID:eqgWxvQh
マイクロモーターとかそういう世界の話ね

28名無しのひみつ@無断転載は禁止2017/05/18(木) 11:05:52.37ID:y8AiSdc2
何故天使の仕業だと思わないのか

29名無しのひみつ@無断転載は禁止2017/05/18(木) 11:06:49.71ID:9SZRKP5s
「こういう場合、どう見たってお前の方がワルモノだろ? 怪我はないかい、お嬢さん」(デュオ)

30名無しのひみつ@無断転載は禁止2017/05/18(木) 11:08:28.27ID:x/l/umZA
ああ、女神様で見た

31名無しのひみつ@無断転載は禁止2017/05/18(木) 11:09:31.93ID:PxiHaUJ/
スクランブル交差点で渋谷駅に向かう人だけをより分けるみたいなもんか

32名無しのひみつ@無断転載は禁止2017/05/18(木) 11:15:11.92ID:Ajai6Ejq
股間の熱量でどれだけ発電できるんですか?

33名無しのひみつ@無断転載は禁止2017/05/18(木) 11:23:53.64ID:mHGJqf04
>>32 禁書に描かれた女体の年齢による

34名無しのひみつ@無断転載は禁止2017/05/18(木) 11:24:17.85ID:2J4DhbtQ
そのうち地球寒冷化w

35名無しのひみつ@無断転載は禁止2017/05/18(木) 11:28:36.91ID:khB/0ojH
事象の地平線にギリギリにバケツを投げよう
エネルギーが取り出せるはずだ

36名無しのひみつ@無断転載は禁止2017/05/18(木) 11:57:33.58ID:7T4hY5Gx
マー無駄になる電力をスクエルのはアクマで余禄か

37名無しのひみつ@無断転載は禁止2017/05/18(木) 12:02:27.22ID:YnWi6WTd
>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

「検出器と扉の開閉の為のエネルギー」<「取り出した熱エネルギー」
であれば、この装置はエネルギーを使用した高効率熱ポンプという
だけにすぎない。

38名無しのひみつ@無断転載は禁止2017/05/18(木) 12:04:56.96ID:r/yW3OjW
原発いらないな

39名無しのひみつ@無断転載は禁止2017/05/18(木) 12:05:34.91ID:YnWi6WTd
>>37修正
「検出器と扉の開閉の為のエネルギー」>「取り出した熱エネルギー」

40名無しのひみつ@無断転載は禁止2017/05/18(木) 12:14:21.48ID:PHbyBIoH
>>6
ナカーマw

41名無しのひみつ@無断転載は禁止2017/05/18(木) 12:21:44.68ID:6a1O7Jau
>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


これらを動かすためにエネルギーが必要w

42名無しのひみつ@無断転載は禁止2017/05/18(木) 12:25:06.48ID:5uENIwzo
テイルズのマクスウェルはUFOに乗った爺様だが、なぜか一部のゲームではパンチラしまくり金髪姉ちゃんなんだよなw

43名無しのひみつ@無断転載は禁止2017/05/18(木) 12:26:35.70ID:NKoUQOuG
冷房にも使えるな

44名無しのひみつ@無断転載は禁止2017/05/18(木) 12:28:19.20ID:8CrrGvLA
ガンダムで例えると、どうなるの?
教えてエロい人!!!

45名無しのひみつ@無断転載は禁止2017/05/18(木) 12:30:37.46ID:QXHT3hZz
これ恐ろしくスゴいんじゃ?

46名無しのひみつ@無断転載は禁止2017/05/18(木) 12:35:34.87ID:ViiowBDQ
永久機関?

47名無しのひみつ@無断転載は禁止2017/05/18(木) 12:39:20.21ID:SVdNOOa3
>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」

この技術自体が凄いと思うのは門外漢だから?

48名無しのひみつ@無断転載は禁止2017/05/18(木) 12:52:47.71ID:DUE3hJcQ
太陽光パネルと何が違うの?

49名無しのひみつ@無断転載は禁止2017/05/18(木) 13:02:06.98ID:gILgdpC4
情報のやり取りにはエネルギーが必要だけど
扉の開閉にはエネルギーは必要ないよ

50名無しのひみつ@無断転載は禁止2017/05/18(木) 13:03:04.02ID:edi8i9og
原子力電池に使える?

51名無しのひみつ@無断転載は禁止2017/05/18(木) 13:03:23.11ID:gr8D+uBW
マックスウェルの悪魔で永久機関は作れないがなぜ作れないかを
理論的に説明するのは大変なんだよ〜。
扉の開け閉めの労力とか観測に労力がでは説明「出来ない」。

52名無しのひみつ@無断転載は禁止2017/05/18(木) 13:03:43.00ID:H5FapML6
ユニコーンガンダムのネェルアーガマの主砲だろか?
発射直前、エネルギーを蓄え、臨界になったら主砲を発射する

53名無しのひみつ@無断転載は禁止2017/05/18(木) 13:04:48.31ID:QsqPHzBP
この実験の意義は、情報とエネルギーが等価だということ

54名無しのひみつ@無断転載は禁止2017/05/18(木) 13:16:09.56ID:t/8Lgwf2
最近の精密魔術は進んでるな、原子間に原子レベルの極小の悪魔召喚して
電子のより分けさせるとか。ドンだけ高密度召喚呪文なんだよ

55名無しのひみつ@無断転載は禁止2017/05/18(木) 13:20:42.73ID:bZqCJ8+y
ぼるつまんじょうすうってやつだろ?

56名無しのひみつ@無断転載は禁止2017/05/18(木) 13:21:38.08ID:M2SmXGe7
なぜか、ああっ女神さまっを思い出したわ

57名無しのひみつ@無断転載は禁止2017/05/18(木) 14:06:23.87ID:yDFoGBhQ
自家発電は性交じゃないお

58名無しのひみつ@無断転載は禁止2017/05/18(木) 14:08:17.32ID:azhadWPT
うるせえ小暮、解説しに出てくるな!

59名無しのひみつ@無断転載は禁止2017/05/18(木) 14:08:44.90ID:sXB+pv5z
悪魔使って発電とかこき使いすぎ

60名無しのひみつ@無断転載は禁止2017/05/18(木) 14:11:51.27ID:9NGYIznu
これなんか意味あるの?
マクスウェルの悪魔が悪魔たるゆえんは無から有を生み出し永久機関を実現できるところにあるので
エネルギーを投入して電子を監視してなんてやってちゃまったく永久機関にならんだろ

61名無しのひみつ@無断転載は禁止2017/05/18(木) 14:20:37.33ID:BQroEJH1
そら生産性上がらんわ

62名無しのひみつ@無断転載は禁止2017/05/18(木) 14:23:01.52ID:+d3nc1+Z
ATPの要らない分子モーターが実現されるのか胸熱だなや

63名無しのひみつ@無断転載は禁止2017/05/18(木) 14:53:02.00ID:ZGgL3xjE
毎日通勤で地下鉄を使うのだが
エレベーターに乗るとき、いつも
マクスウェルの悪魔を連想する
左は登らない人、右は登る人に
自然と選り分けられる
マクスウェルの悪魔の仕業👿

64名無しのひみつ@無断転載は禁止2017/05/18(木) 14:57:06.77ID:VDkvgISA
加入権の悪魔が!

65名無しのひみつ@無断転載は禁止2017/05/18(木) 15:04:32.45ID:03H2H0eA
>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

凄そうだけどそもそもの装置が高そう

66名無しのひみつ@無断転載は禁止2017/05/18(木) 15:09:03.87ID:03H2H0eA
発電そのものより、動物の極小の神経のしくみとか、未来のスイッチみたいな技術に聞こえるけど

67名無しのひみつ@無断転載は禁止2017/05/18(木) 15:37:52.52ID:49jN9HkI
>>60
悪魔の存在こそがエネルギー源でした って落ち
それを今回証明したのでは?

68名無しのひみつ@無断転載は禁止2017/05/18(木) 15:38:01.77ID:6JakVGnX
マクスウェルは死神だろ?
逃げも隠れもするが嘘はつかない

69名無しのひみつ@無断転載は禁止2017/05/18(木) 15:56:57.67ID:IJFjwxHz
次はシュレーディンガーの猫発電で!

70名無しのひみつ@無断転載は禁止2017/05/18(木) 16:03:22.56ID:0JafbKBM
インスタントコーヒーで発電するのか。
ネスカフェを使った発電もやってみてくれ。

71名無しのひみつ@無断転載は禁止2017/05/18(木) 16:06:42.12ID:0FC+JVZN
なるほどわからん(^ω^)

72名無しのひみつ@無断転載は禁止2017/05/18(木) 16:06:50.93ID:a/NAbfhl
科学詐欺の時代

73名無しのひみつ@無断転載は禁止2017/05/18(木) 16:13:19.46ID:k441lsSL
デバイスの小型化で楽しい機械ができるな
きれいな電子レーザーやら量子コンピュータの部品やら

74名無しのひみつ@無断転載は禁止2017/05/18(木) 16:20:06.22ID:2Dk5LCuW
>>51
悪魔が次の観測に備えて以前の観測結果を忘れる時に情報が失われて熱が発生すんだよな

75名無しのひみつ@無断転載は禁止2017/05/18(木) 16:25:49.39ID:zPtBAMTi
>>53
だから質量は情報^ ^
オープンか?
ディスクローズか?

76名無しのひみつ@無断転載は禁止2017/05/18(木) 16:28:53.31ID:zPtBAMTi
これに関係する特許と装置製造会社は?

77名無しのひみつ@無断転載は禁止2017/05/18(木) 16:37:50.54ID:ApxbL2w4
>>1
デビルジェネレーター マクスウェルktkr

78名無しのひみつ@無断転載は禁止2017/05/18(木) 16:38:44.43ID:cGKGI9fS
「情報」って何さ。定義しやがれ

79名無しのひみつ@無断転載は禁止2017/05/18(木) 16:55:25.72ID:m+GfEV6A
>>10
すげーじゃん

80名無しのひみつ@無断転載は禁止2017/05/18(木) 17:00:14.28ID:K59i3sAK
>>54
アニメ化できそうな
「とある悪魔の召喚術」

81名無しのひみつ@無断転載は禁止2017/05/18(木) 17:03:48.12ID:egQdAwZw
コンピュータは電子計算機と言われるのだが、小さなトランジスタの中を
電子が移動して、それによって計算(演算)処理を行い、様々なことを実行
するのだとか…
コンピュータの原理が書かれた入門書を読んだが、俺には理解できなかった

82名無しのひみつ@無断転載は禁止2017/05/18(木) 17:26:33.53ID:0eJIJwly
頑張ればできそうな気がしないでもない発電

83名無しのひみつ@無断転載は禁止2017/05/18(木) 17:56:36.34ID:wVjWIAr0
カッパを使役する回転寿司とどっちが凄いの?

84名無しのひみつ@無断転載は禁止2017/05/18(木) 17:59:07.69ID:aYRj7wFx
前ざっと斜め読みして理解諦めた奴だw完成したのかよwww
正直利用方法すらおもいつかねぇw

>>51
そうそれだw永久機関とか中二臭いフレーズで読んでたんだったw

85名無しのひみつ@無断転載は禁止2017/05/18(木) 17:59:27.04ID:JrobiOgK
熱雑音をダイオードで検波出来たってはなし?

86名無しのひみつ@無断転載は禁止2017/05/18(木) 18:01:01.96ID:B11PyS10
通話とか情報のやり取り自体が発電になるとか、そゆこと?違うかな。

87名無しのひみつ@無断転載は禁止2017/05/18(木) 18:33:42.01ID:rrGucymj
めっちゃ簡単な話だけどな
単に一電子の方向を識別できればそれを利用した変換システムも成り立つっていう
厳密な例えにはなってないが、川の流れに混じる石の中から原石を見つけ取り出せたら
宝石にもできますよって話だよ

88名無しのひみつ@無断転載は禁止2017/05/18(木) 18:44:24.71ID:fDXgJrES
なんだかさっぱりわからん

89名無しのひみつ@無断転載は禁止2017/05/18(木) 18:45:14.59ID:5BtyB1uA
悪魔を使役したら代償ガやべえよ。

90名無しのひみつ@無断転載は禁止2017/05/18(木) 19:08:06.44ID:YPJ2dtzz
俺の使用済み燃料棒を使った自家発電
よりもすごいのか

91名無しのひみつ@無断転載は禁止2017/05/18(木) 19:31:35.11ID:LTvNnHzs
>>85
ぜんぜん違う

92名無しのひみつ@無断転載は禁止2017/05/18(木) 19:43:31.25ID:ixrw13/7
情報はエネルギーになる!?

93名無しのひみつ@無断転載は禁止2017/05/18(木) 19:58:49.67ID:ttRxl8Xl
永久機関と言う物が出来ない理由
人工衛星は空気抵抗が無いので無限に地球の周りを回れるが、まったく同じ軌道を回っていられるのは、軌道投入時の運動エネルギーを人工衛星が持っているから。

もしエネルギーとして人工衛星の運動エネルギーを取ってしまうと、運動エネルギーが足りなくなって人工衛星は地球に落ちてしまう。

94名無しのひみつ@無断転載は禁止2017/05/18(木) 20:03:04.80ID:Ih6/NzrM
質量=エネルギー
みたいに
情報=エネルギー
の発見ということか

95名無しのひみつ@無断転載は禁止2017/05/18(木) 20:05:32.47ID:Ih6/NzrM
正確には、「情報」ではなく「電子の移動」だけどね。
これをマクスウェルの悪魔と言うかな?

96名無しのひみつ@無断転載は禁止2017/05/18(木) 20:08:41.74ID:AxwXsnaf
共振するたくさんの波動から共振する波動を取り出してもマクスウェルの悪魔じゃないよな

97名無しのひみつ@無断転載は禁止2017/05/18(木) 20:12:14.47ID:y/Y0tmr9
「マクスウェルの悪魔」の代わりに「観測」を使ってるわけで、
「マクスウェルの悪魔」云々に注目するのは誤り。

98名無しのひみつ@無断転載は禁止2017/05/18(木) 20:15:26.23ID:XkcYhkGf
バカでもチョンでも

99名無しのひみつ@無断転載は禁止2017/05/18(木) 20:43:23.24ID:dwjisRqJ
 
「悪魔」といってもdaemonだから
悪意があるわけではない

キリスト教徒にとって悪なだけ

100名無しのひみつ@無断転載は禁止2017/05/18(木) 20:50:50.29ID:TZ9u+N3q
バトルドームで説明すると

やたらガチャガチャ打ち出しまくってる隣の奴が熱ノイズ君で
読みきった玉を正面からピンポイントでおまえのゴールにshoootしてくる奴が
マクスウェルの悪魔だ
お前のゴールに玉(電子)が溜まれば溜まるほど超エキサイティーン!ってわけよ
ちなみにツクダオリジナルがNTTな

■ このスレッドは過去ログ倉庫に格納されています