遇见Maxwell的赌博恶魔聪明，足以在前面的时候戒烟

熵（又名热力学的第二律法）是一个苛刻的情妇。如果您认为宇宙作为宇宙赌场，热力学的定律金额为房屋边缘：您可以＆＃39; t获胜，可以＆＃39; t打破偶数，并禁止打开一个不同的宇宙的门户网站物理规律 - 你可以＆＃39;走出游戏。你只需继续玩耍，希望提出成功的策略，以尽可能地减少你的损失 - 甚至可能偶尔会出现前方，至少在短期内。

这篇＆＃39;在“物理审查信中发表的新文件的本质。该论文更新了一个经典的19世纪思想实验，称为Maxwell＆＃39; S恶魔，它提供了潜在的漏洞，以至少暂时颠覆第二律。现在物理学家提出了一个赌博版的恶魔播放老虎机，无法控制机器何时付出代表（在可用的自由能源方面）但能够选择何时停止播放以最大化其＆＃34;奖金。 ＆＃34;这项研究可能有一天可以提高微观热发动机和电机的效率。

当我们之前报道之前，詹姆斯·克劳克韦尔韦尔左右报道，詹姆斯·克劳克·麦克斯韦设想了一个微小的无法在充满气体的封闭容器中创造出的秩序。通过从寒冷的隔间向视表观违反第二法的热量来实现这一点。两个隔间将由壁分开，墙壁具有窗口，覆盖足够大的针孔以使气体分子通过。

Maxwell＆＃39; S假设的Imp将在分开的墙壁上栖息，然后打开并关闭快门。气体分子通常是高度无序的（高熵），意义上，它们具有大致相同的平均速度和温度，因此它们将接近平衡。因此，没有多少能源可用＆＃34;工作＆＃34; - 在物理学中作为给定距离的力（W = FD）。

因为构成分子的原子不断运动，所以随着时间的推移会有很小的波动。每当恶魔斑点的分子在右侧（冷）隔室的针孔附近移动时，它将打开快门并让分子通过左（热）隔室。对于左侧隔室中的任何缓慢移动气体分子，IMP相同，允许它们进入较冷的右侧舱。因此，左侧隔间中的分子变热并更热，而右侧的熵在熵的表观逆转中变得更冷。一旦您有这种温差，就基本上有一个热泵，能够执行有用的工作。

当然，统计上，它＆＃39;良好的孔不可能通过速度或温度分离和分离数十亿个单分子。原则上，需要大量的额外能量。 Maxwell＆＃39; S恶魔用品额外的能量，所以思想实验不是一个真正封闭的系统，而且没有违反第二种法律。

物理学家提出了一些非常聪明的实验，为实验室带来一些版本的恶魔。例如，苏格兰科学家设计了一个＆＃34;信息ratchet＆＃34;在2007年，在否则是热平衡的化学系统中产生温差。次年，俄勒冈大学研究人员使用激光设计了一个巧妙的版本，创建一个盒子，另外两个激光器用作陷阱障碍和排序＆＃34;恶魔，＆＃34;分别。

日本物理学家讨论了如何在2010年纸上哄骗螺旋楼梯，基于Szilard＆＃39;发动机的概念。 2013年，德国科学家建造了一双相互作用的麦克斯韦量子的实验相当于一双相互作用的量子点（只有几纳米宽的半导体的微小钻头）。在2018年，Penn状态物理学家将随机的原子阵列重新排列成有组织的块，以创建Maxwell＆＃39; S恶魔的量子相同。

在此最新文件中，在意大利的里雅斯特国际理论物理（ICTP）共同作者Gonzalo Manzano，他的同事们想知道他们是否可以制定一个未被要求的原始控制＆＃39; t的战略。思想实验，同时仍然允许恶魔创造出全部重要的不对称，以获得工作的能量。在这个新版本中，Microscale恶魔只能被动地观察，因为快门打开并自动和不可预测。根据热和冷颗粒是否成功地分开了快门的每个开放和关闭，恶魔必须选择是否继续＆＃34;播放＆＃34;游戏或停止并重新开始。

实质上，恶魔正在赌博分子尺度老虎机的结果，决定后旋转是否继续播放或停止。每次转动工作成本，类似于每种旋转的成本。赌博的恶魔必须通过利用颗粒运动中的偶尔随机波动来确定其能量奖励中的临时净利润的最佳策略。 ＆＃34;一种发展成功策略的一种方法是在某些事情是某种方式＆＃39时停止;越来越糟糕＆＃39;避免主要损失，＆＃34; Manzano告诉APS物理。

Manzano等人。发现没有一个成功的战略：一些＆＃34;停止＆＃34;策略成功，其他人不是。即使是成功的也只在短期内工作。播放足够长的游戏，熵总是胜掉。作者发现，获得任何给定运行的临时净能量增益的关键是为了确保快门打开和关闭的序列破坏时间反转对称性（通过管理我们的Macroscale存在的时间箭头保持箭头。

这是由一个实验的纳米电子设备承载，该设备在Aalto大学物理学家Jukka Pekola的帮助下，其中单一电子隧道进入金属岛。由于菲利普球在APS物理中写道：

[设备]由间隙由与金属岛分离的电极组成。当冷却到凯尔文的一小部分时，各个电子可以在岛和电极之间跳跃。施加到岛上的电压控制跳跃的机会，从而像陷阱一样。当电子跳到岛上时，从电极提取的热量可以转化为工作;相反，当从岛跳到电极时，热量耗散。

一种像赌博恶魔一样的方法可能有一天可以提高微电路机等热量棘轮的性能。研究人员认为，他们的赌博的恶魔也应该在量子领域作用，提高量子器件的可能性，这些装置可以暂时击败第二条律以从随机量子跳跃中提取工作。