Projecte INFERNOS: construint el dimoni de Maxwell a nanoescala / UB
El dimoni de Maxwell és una màquina imaginada per James Clerk Maxwell el 1897. Aquest dimoni «teòric» aprofita les fluctuacions tèrmiques per obtenir energia, en aparent violació del segon principi de la termodinàmica. La primera fita del projecte europeu INFERNOS (Information, fluctuations, and energy control in small systems) serà l’aplicació experimental del dimoni de Maxwell a escala nanomètrica, és a dir, es volen crear nanodispositius electrònics i biomoleculars que segueixin aquest principi.
Els investigadors d’aquest projecte, que es reuneixen els dies 7 i 8 d’octubre a la Facultat de Física de la UB, es proposen estudiar la informació com a paràmetre termodinàmic. Aquest plantejament pot tenir aplicació en camps tan diferents com la biologia o la informàtica. Per exemple, un procés biològic fonamental com és ara la replicació del DNA es pot descriure com l’acció de petites màquines termodinàmiques capaces de copiar informació.
Tot i que el dimoni de Maxwell és una de les pedres angulars de la mecànica estadística teòrica, se n’han fet poques aplicacions experimentals. Tal com explica Marco Ribezzi, investigador del Departament de Física Fonamental, «la novetat principal d’INFERNOS és aconseguir una base experimental sòlida i rigorosa en aquest camp. El nostre objectiu és crear un dispositiu que pugui utilitzar la informació per subministrar o extreure energia d’un sistema». En aquest sentit, l’equip de la UB, en què també participa l’investigador del mateix Departament Fèlix Ritort, estudiarà com es pot fer servir la informació i les fluctuacions tèrmiques en la manipulació de molècules individuals. Des del punt de vista teòric, també es treballarà en el desenvolupament d’una teoria dels processos de fluctuació per poder obtenir algorismes eficients que permetin operar aquests petits dimonis de Maxwell.
INFERNOS és un projecte europeu del programa Future and Emerging Technologies (FET), amb una durada de tres anys, en el qual participen, a més dels investigadors de la UB, experts provinents de la Fundació Universitària Aalto (Hèlsinki, Finlàndia), que coordina el projecte, la Universitat de Lund (Suècia), la Universitat d’Oslo (Noruega), la Universitat Tècnica de Delft (Països Baixos), el Centre Nacional de la Recerca Científica (França), i l’equip nord-americà de la Fundació de Recerca de la Universitat de l’Estat de Nova York.♦
