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Física & Química

Motor incrivelmente rápido usa informação como combustível

A proposta de criação desses motores não é nova. Após 150 anos de estudos na área, só recentemente foi possível torná-los realidade.

Motor incrivelmente rápido usa informação como combustível
Imagem: Domínio Público

Físicos projetaram um motor incrivelmente rápido que aproveita um novo tipo de combustível – a informação. O motor converte o movimento aleatório de uma partícula microscópica em energia armazenada.

A pesquisa, publicada nos Anais da Academia Nacional de Ciências (PNAS), cria avanços significativos na velocidade e custo de computadores e bio-nanotecnologias.

Compreender como converter informações em “trabalho” de maneira rápida e eficiente pode informar o projeto e a criação de mecanismos de informação do mundo real, segundo o professor de física e co-autor do estudo, John Bechhoefer.

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“Queríamos descobrir o quão rápido um motor de informação pode ser e quanta energia ele pode extrair, então fizemos um”, disse Bechhoefer.

A proposta de criação desses motores não é nova. Após 150 anos de estudos na área, só recentemente foi possível torná-los realidade.

“Ao estudar sistematicamente o motor e escolher as características certas do sistema, aumentamos seus recursos dez vezes mais do que outras implementações semelhantes, tornando-o o melhor da classe atualmente”, disse o professor de física David Sivak, que também assina o estudo.

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O motor consiste em uma partícula microscópica imersa em água e presa a uma mola que, por sua vez, é fixada a um palco móvel. É possível observar partícula saltando para cima e para baixo devido ao movimento térmico.

Motor incrivelmente rápido usa informação como combustível
Tushar Saha trabalhando na catraca de informações, um aparato experimental que levanta uma partícula microscópica pesada usando informações.

“Quando vemos um salto para cima, movemos o palco em resposta”, explica o autor principal e candidato a doutor Tushar Saha. “Quando vemos um salto para baixo, esperamos. Isso acaba levantando todo o sistema usando apenas informações sobre a posição da partícula.”

Repetindo esse procedimento, eles elevam a partícula “a uma grande altura, e assim armazenam uma quantidade significativa de energia gravitacional”, sem ter que puxar diretamente a partícula.

“No laboratório, implementamos este motor com um instrumento conhecido como armadilha óptica, que usa um laser para criar uma força na partícula que imita a da mola e do palco”, explica Saha.

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“Em nossa análise teórica, encontramos uma compensação interessante entre a massa da partícula e o tempo médio para a partícula saltar. Embora as partículas mais pesadas possam armazenar mais energia gravitacional, geralmente também demoram mais para subir”, Joseph Lucero, co-author do estudo, acrescenta.

“Guiados por esse insight, escolhemos a massa da partícula e outras propriedades do motor para maximizar a rapidez com que o motor extrai energia, superando projetos anteriores e alcançando potência comparável à maquinaria molecular em células vivas e velocidades comparáveis ​​às bactérias que nadam rapidamente”, também acrescentou Jannik Ehrich, estudante de pós-doutorado.

Com informações de Universidade Simon Fraser.

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Elisson Amboni
Publicado por

Fundador dos sites SoCientífica e Revista Quarka. Fotógrafo da Natureza, redator e tradutor. Inclinado à História (Natural e Humana) e Filosofia.

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