Os pesquisadores da Simon Fraser University projetaram um motor incrivelmente rápido que aproveita um novo tipo de combustível - a informação.

O desenvolvimento deste motor, que converte o movimento aleatório de uma partícula microscópica em energia armazenada, é descrito em pesquisa publicada esta semana no Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) e pode levar a avanços significativos na velocidade e custo de computadores e bio-nanotecnologias.

O professor de física da SFU e autor sênior John Bechhoefer diz que a compreensão dos pesquisadores de como converter informações em "trabalho" de maneira rápida e eficiente pode informar o projeto e a criação de mecanismos de informação do mundo real.

"Queríamos descobrir o quão rápido um motor de informação pode ir e quanta energia ele pode extrair, então nós fizemos um, "diz Bechhoefer, cujo grupo experimental colaborou com teóricos liderados pelo professor de física da SFU David Sivak.

Motores desse tipo foram propostos pela primeira vez há mais de 150 anos, mas só recentemente tornou-se possível fazê-los.

"Ao estudar sistematicamente este motor, e escolher as características certas do sistema, expandimos seus recursos dez vezes mais longe do que outras implementações semelhantes, tornando-se assim o melhor da classe, "diz Sivak.

O motor de informação projetado por pesquisadores da SFU consiste em uma partícula microscópica imersa em água e ligada a uma mola que, em si, é fixado a um palco móvel. Os pesquisadores então observam a partícula saltando para cima e para baixo devido ao movimento térmico.

"Quando vemos um salto para cima, nós movemos o palco em resposta, "explica o autor principal e estudante de doutorado Tushar Saha." Quando vemos um salto para baixo, nós esperamos. Isso acaba levantando todo o sistema usando apenas informações sobre a posição da partícula. "

Repetindo este procedimento, eles elevam a partícula "a uma grande altura, e, assim, armazenar uma quantidade significativa de energia gravitacional, "sem ter que puxar diretamente a partícula.

Saha explica ainda que "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. "

Joseph Lucero, um estudante de mestrado, adiciona, "Em nossa análise teórica, encontramos um trade-off 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. "

"Guiado por este insight, escolhemos a massa da partícula e outras propriedades do motor para maximizar a rapidez com que o motor extrai energia, superando os projetos anteriores e alcançando uma potência comparável à maquinaria molecular em células vivas, e velocidades comparáveis ​​às bactérias que nadam rapidamente, "diz o pós-doutorado Jannik Ehrich.