การได้รับข้อมูลโดยมีส่วนลดอาจทำให้เทคโนโลยีสามารถ บาคาร่า บิดเบือนกฎข้อที่สองและให้ประสิทธิภาพเหนือกว่าเครื่องยนต์ขนาดเท่าจริงได้ดีที่สุด “สิ่งที่เราหวังได้คือเครื่องจักรที่ทำงานเร็วขึ้น ตู้เย็นที่เย็นลง หรือแบตเตอรี่ที่เก็บได้มากขึ้นหรือชาร์จเร็วขึ้น” Huber นักทฤษฎีข้อมูลควอนตัมจากมหาวิทยาลัยเจนีวากล่าว
Huber เปรียบเทียบความท้าทายข้างหน้ากับการเล่นเกม
เหมือนกับที่ Carnot เล่นในศตวรรษที่ 19 คาร์โนต์หมุนแป้นหมุนเพื่อควบคุมตัวแปรต่างๆ เช่น อุณหภูมิและความดัน จนกว่าเขาจะบีบประสิทธิภาพสูงสุดออกจากเครื่องยนต์ไอน้ำ นักฟิสิกส์ในปัจจุบันมีเป้าหมายที่แตกต่างกัน — บางทีอาจสร้างตู้เย็นขนาดเล็กจิ๋วเพื่อทำให้เครื่องมือเย็นลงจนถึงอุณหภูมิที่ต่ำจนยากจะเข้าใจ เพื่อให้บรรลุเป้าหมายดังกล่าว นักฟิสิกส์วางแผนที่จะหมุนแป้นหมุนเพื่อหาตัวแปร เช่น การพัวพันและดูว่าเกิดอะไรขึ้น
ในไม่ช้านักวิทยาศาสตร์อาจสามารถเริ่มเล่นเกมเหล่านั้นด้วยเอ็นจิ้นที่ใช้ประโยชน์จากเอฟเฟกต์ควอนตัมในห้องปฏิบัติการ นักวิจัยชาวเยอรมันได้ก้าวไปสู่เป้าหมายดังกล่าวในเดือนตุลาคมโดยการสร้างเครื่องยนต์ความร้อนที่ประกอบด้วยอะตอมเดียว Johannes Roßnagel นักฟิสิกส์ควอนตัมจาก University of Mainz และเพื่อนร่วมงานได้สร้างกล่องหุ้มรูปกรวยรอบแคลเซียมไอออน หลังจากใช้เลเซอร์และสนามไฟฟ้าเพื่อทำให้ไอออนร้อนขึ้นเหนือศูนย์สัมบูรณ์ประมาณหนึ่งองศา นักวิจัยได้วัดงานที่ดำเนินการโดยไอออนขณะที่มันออกแรงกดเบาๆ ไปที่ด้านบนของกรวย
นักวิจัยรายงานในบทความที่โพสต์ออนไลน์ที่ arXiv.org เครื่องยนต์นาโนสโคปิกทำงานเหมือนกับกฎของเท อร์โมไดนามิกส์ Roßnagel กล่าวว่า การปรับให้มีน้ำหนักเพียงเล็กน้อยของไอออน มีกำลังเทียบเท่ากับเครื่องยนต์ในรถยนต์ “มันค่อนข้างน่าสนใจที่จะเห็นว่าคุณสามารถขับเคลื่อนเครื่องทำความร้อนด้วยอะตอมเดียวได้” เขากล่าว
แม้จะมีเอาต์พุตกำลังที่วัดได้ของเครื่องยนต์ไอออนเดี่ยว แต่ Roßnagel เตือนว่าเครื่องยนต์ขนาดนาโนสำหรับการใช้งานจริงนั้นอยู่ห่างออกไปหลายสิบปี แต่ประโยชน์ของควอนตัมเทอร์โมไดนามิกส์อาจเกิดขึ้นภายใต้ประทุนของเทคโนโลยีอื่นๆ
นักวิจัยบางคนจับตาดูอุตสาหกรรมชิปคอมพิวเตอร์มูลค่าหลายพันล้านดอลลาร์ ในไดรฟ์เพื่อสร้างคอมพิวเตอร์ที่เร็วขึ้น วิศวกรคอยลดขนาดทรานซิสเตอร์เพื่อบรรจุลงในชิปมากขึ้นเรื่อยๆ ทรานซิสเตอร์ซึ่งมีความกว้างเพียงสิบนาโนเมตรมีแนวโน้มที่จะรั่วอิเล็กตรอนและทำให้ร้อนขึ้น ความร้อนนั้นทำลายประสิทธิภาพการใช้พลังงานของคอมพิวเตอร์และทำให้ส่วนประกอบเสียหาย อุณหพลศาสตร์ควอนตัมสามารถช่วยนักฟิสิกส์เรียนรู้เทคนิคในการลดปริมาณความร้อนที่สูญเสียไป หรือแม้แต่เก็บเกี่ยวด้วยอุปกรณ์ขนาดเล็กภายในคอมพิวเตอร์
การจัดการความร้อนมีความสำคัญมากขึ้นสำหรับนักฟิสิกส์ที่ต้องการสร้างคอมพิวเตอร์ควอนตัมที่ใช้งานได้จริง อุปกรณ์ดังกล่าวต้องทำงานที่อุณหภูมิต่ำมากเพื่อใช้ประโยชน์จากเอฟเฟกต์ควอนตัมและอาจมีประสิทธิภาพเหนือกว่าคอมพิวเตอร์ทั่วไป
ต่อไป Roßnagel และเพื่อนร่วมงานของเขาวางแผนที่จะทำให้อะตอมเดี่ยวเย็นลงจนกว่าจะสามารถรักษาสถานะควอนตัมที่ละเอียดอ่อนได้ รวมถึงการซ้อนทับและการพัวพัน การทดลองดังกล่าวจะนำผลทางทฤษฎีของ Huber ไปทดสอบและเผยให้เห็นศักยภาพของการปรับปุ่ม “ควอนตัม” เหล่านั้นเพื่อใช้ประโยชน์จากความร้อนในการทำงานได้ดีขึ้น
ผู้คัดค้านบางคนในชุมชนฟิสิกส์กล่าวว่าการทดลองดังกล่าวในที่สุดอาจละเมิดกฎข้อที่สองของอุณหพลศาสตร์ที่ถูกโอ้อวด แต่อย่าเดิมพันกับมัน อาร์เธอร์ เอดดิงตัน นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์ชาวอังกฤษช่วงต้นศตวรรษที่ 20 ยังคงดูดีกับคำทำนายของเขาที่ว่าทฤษฎีใดๆ ที่พยายามท้าทายกฎข้อที่สองจะ แต่เขาไม่ได้พูดอะไรเกี่ยวกับการขยับเสาประตูสักหน่อย
พบกับความมหัศจรรย์ของไขมัน
ใครจะรู้ว่าไขมันในร่างกายมีสมบัติที่ซ่อนอยู่เช่นนี้? นักวิทยาศาสตร์พบว่ามีของที่ปล้นมาอย่างร้ายแรงในอวัยวะที่ถูกคร่ำครวญนั้น รวมถึงจำนวนเซลล์ต้นกำเนิดที่ยืดหยุ่นซึ่งสามารถเกลี้ยกล่อมให้ทำหน้าที่เป็นกระดูกอ่อนหรือเส้นเอ็นใหม่สำหรับข้อต่อที่เสียหายได้ อัญมณีของไขมันยังอาจใช้ในการสร้างกระดูกใหม่และซ่อมแซมหัวใจได้อีกด้วยSusan Gaidos รายงาน
อยู่มาวันหนึ่ง การวิจัยดังกล่าวอาจทำให้ผู้คนหลีกเลี่ยงการผ่าตัดเปลี่ยนข้อสะโพกได้ แทนที่จะต้องฉีดสเต็มเซลล์ที่สกัดจากพุงของตัวเอง ซึ่งเป็นเรื่องที่ดีทีเดียว แน่นอนว่างานยังเร็วอยู่ และได้ลองใช้เทคนิคบางอย่างกับผู้คนแล้ว แต่วิธีการนี้มีศักยภาพสูง มีเซลล์ต้นกำเนิดประมาณ 200 ล้านเซลล์ในไขมัน 1 ปอนด์ ซึ่งมากกว่าในไขกระดูก จากมุมมองทางวิทยาศาสตร์ ไขมันก็น่าสนใจเช่นกัน การกินมากเกินไปอาจส่งผลเสียต่อระบบต่างๆ ของร่างกาย แต่เห็นได้ชัดว่ามันมีบทบาทสำคัญ โดยมีสเต็มเซลล์ เซลล์ภูมิคุ้มกัน และหลอดเลือดในตัวเอง Gaidos วาดภาพอวัยวะที่เคลื่อนไหวได้แม้จะยังไม่ค่อยเข้าใจก็ตาม อวัยวะที่อาจยังไม่ได้ค้นพบหน้าที่ในการรักษาร่างกายให้ดำเนินต่อไป
ไม่ว่าเราจะพูดถึงเซลล์ไขมันหรือเครื่องยนต์ไอน้ำ พลังงานก็เป็นไปตามกฎของเทอร์โมไดนามิกส์ แต่สิ่งที่เกิดขึ้นกับกฎเหล่านี้ในระดับอะตอมคือสิ่งที่นักฟิสิกส์ทึ่งมานานหลายทศวรรษ Andrew Grant สำรวจงานใหม่ในอาณาจักรควอนตัม แม้จะมีความพยายามที่จะทำลายหลักการของความร้อน การทำงาน และเอนโทรปี เทอร์โมไดนามิกส์ก็ยังคงมีกฎเกณฑ์อยู่ รายงานของ Grant ที่ที่อาจมีความยืดหยุ่นบ้างก็คือการใช้อนุภาคที่พันกันเพื่อ “ทำงาน” ในวันหนึ่ง
ไม่ใช่วิทยาศาสตร์ทั้งหมดที่มีอนาคต บางส่วนเป็นข่าวพาดหัวในขณะนี้ ร่วมเป็นสักขีพยานการรายงานข่าวกระแสหลักในปัจจุบันของคลื่นความโน้มถ่วง ( อ่านการติดตามผลของเรา ) ไวรัสซิกา (อ่านในฉบับต่อไป) และฟลินท์ มิชิแกน นำไปสู่วิกฤต Meghan Rosen รายงานเกี่ยวกับการได้รับสารตะกั่วอย่างกว้างขวางซึ่งกระทบกับ Flint และสิ่งที่นักวิทยาศาสตร์ต้องพูดเกี่ยวกับการตกหล่นที่คาดหวัง เรื่องราวของ Rosen ไม่ใช่เรื่องปกติของเรา — แต่เป็นตัวอย่างที่สำคัญของวิทยาศาสตร์การทำงานที่สำคัญในชีวิตประจำวันของเรา บาคาร่า / ลายสัก
