Ученые, которые будут работать в рамках европейского проекта INFERNOS (Information, fluctuations, and energy control in small systems), собираются досконально изучить и проверить экспериментально работу так называемых демонов Максвелла, разрабатывая параллельно с этим электронные и биомолекулярные наноустройства и наносистемы, основанные на этом принципе.

Демон Максвелла – это воображаемое микроскопическое живое существо, являющееся результатом мысленного эксперимента, проведенного британским физиком и математиком Джеймсом Клерком Максвеллом в 1867 году.

Это воображаемое «существо» может превратить тепловую энергию в работу, не производя никаких изменений в термодинамической системе, которые нарушают второй закон термодинамики.

Реализация проекта INFERNOS началась со встречи участников этой программы, которая была проведена в стенах Факультета физики университета Барселоны. На этой встрече были определены цели и базовые принципы программы, самым главным из которых является представление информации в качестве одного из параметров термодинамических систем.

Несмотря на столь заумные формулировки, все эти принципы могут применяться к различным областям науки, от биологии до информатики.

К примеру, реакцию молекул ДНК на некоторые внешние воздействия, что является одним из главных биологических процессов в природе, можно описать как последовательность действия крошечных термодинамических устройств, которые могут копировать, хранить и обрабатывать информацию.

«Результаты реализации программы INFERNOS должны будут создать теоретическую и экспериментальную базу для этой пока еще неисследованной области» – рассказывает Марко Рибецци (Marco Ribezzi), – «Мы будем стремиться создавать наноустройства и наномеханизмы, которые, используя термодинамическое представление информации, смогут передавать и отбирать энергию из термодинамической системы».

Для того, чтобы реализовать цели программы ученым потребуется изучить, какую взаимосвязь имеет информация и температурные изменения, наблюдаемые во время некоторых процессов, происходящих на уровне отдельных молекул. Помимо этого,

будет разработана целая теория колебательных процессов в маленьких системах, что позволит реализовать эффективные алгоритмы управления и контроля действий демонов Максвелла.

Проект INFERNOS является проектом с трехлетним сроком реализации, который является частью более глобальной европейской программы Future and Emerging Technologies (FET), программы, в рамках которой реализуются и другие масштабные проекты, к примеру, проект по созданию самой подробной модели головного мозга Human Brain Project.

В настоящее время участниками проекта INFERNOS являются – университет Аальто, Финляндия, на который возложена роль координатора проекта, Лундский университет, Швеция, университет Осло, Норвегия, Технологический университет Дельфа, Нидерланды, Национальный центр научных исследований, Франция, и Исследовательский фонд государственного университета Нью-Йорка.