p O demônio de Maxwell é uma máquina proposta por James Clerk Maxwell em 1867. A máquina hipotética usaria flutuações térmicas para obter energia, aparentemente violando o segundo princípio da termodinâmica. Agora, pesquisadores da Universidade de Barcelona apresentaram a primeira solução teórica e experimental de uma versão contínua do demônio de Maxwell em um sistema de molécula única. Os resultados, publicado no jornal Física da Natureza , têm aplicações em outros campos, tais como sistemas biológicos e quânticos. p “Apesar de sua simplicidade e da grande quantidade de trabalho na área, esta nova variante do clássico demônio Maxwell permaneceu inexplorada até agora, "observa Fèlix Ritort, professora titular do Departamento de Física Fundamental da UB. "Neste estudo, introduzimos um sistema capaz de extrair grandes quantidades de trabalho arbitrariamente por ciclo por meio de medições repetidas do estado de um sistema. "

p Encontrando o momento favorável

p Esperar por uma ocasião tão propícia para obter benefícios é o mesmo padrão de comportamento de um especulador que espera o momento certo na bolsa de valores, ou um predador esperando a chegada de uma presa. "Do ponto de vista da termodinâmica, aquele certo aspecto intuitivo em tentar procurar o momento certo é o que consome mais energia. A resposta é se é possível obter a mesma energia do momento propício que a invertida no processo de busca, ou seja, através de um processo termodinamicamente reversível, "observa Marco Ribezzi, pesquisador da UB e da Escola de Física e Química Industrial (ESPCI Paris / CNRS).

p "Nossos experimentos demonstram que é possível encontrar o momento certo, e não muito comum ao mesmo tempo, e usá-lo de forma reversível. Esses resultados mostram a estrutura termodinâmica subjacente a um problema geral que pode encontrar muitas aplicações, por exemplo, no campo da biologia, "observa Ribezzi.

p De acordo com os pesquisadores, a nova versão do demônio de Maxwell pode ter consequências nos processos de auto-organização e seleção que ocorrem durante a evolução biológica. Por exemplo, este dispositivo pode ser relevante na regulação de redes biológicas na geração, transmissão e transdução de sinais através das membranas celulares.

p O teste experimental foi realizado em um sistema de pinças ópticas, que permite a manipulação de uma molécula a cada vez, neste caso, uma molécula de DNA. Com a força certa nesta estrutura, é possível desdobrá-lo, mas se a força for pequena o suficiente, o estado desdobrado torna-se raro, para encontrar o momento preciso que estava procurando. Quando a molécula está em um estado raro, tem mais energia e dá para usar. "Quanto mais raro o episódio, mais difícil para nós encontrá-lo, mas quanto mais energia podemos obter dele, "observa Ribezzi.

p "A surpreendente complexidade da matéria viva pode ser vista como o resultado, ao longo de várias escalas de tempo evolucionárias, de um grande processo de extração de energia em ambientes adequados para armazenar grandes quantidades de informações que estão ocultas por ruído e aleatoriedade, "conclui Ritort, também membro da Bioengenharia, Biomaterials and Nanomedicine Networking Biomedical Research Center (CIBER-BBN).