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Proyecto INFERNOS: construyendo el demonio de Maxwell a nanoescala

Logotipo del proyecto europeo INFERNOS (Information, Fluctuations, and Energy Control in Small Systems)

Logotipo del proyecto europeo INFERNOS (Information, Fluctuations, and Energy Control in Small Systems)

07/10/2013

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El demonio de Maxwell es una máquina imaginada por James Clerk Maxwell en 1897. Este artefacto hipotético aprovecharía las fluctuaciones térmicas para la obtención de energía, en aparente violación del segundo principio de la termodinámica. El primer hito del proyecto europeo INFERNOS (Information, Fluctuations, and Energy Control in Small Systems) será la realización experimental del mecanismo de Maxwell a nanoescala, es decir, la creación de nanodispositivos electrónicos y biomoleculares que sigan el principio del demonio de Maxwell.

El proyecto, que celebrará su próxima reunión los días 7 y 8 de octubre en la Facultad de Física de la Universidad de Barcelona, se centra en tratar la información como parámetro termodinámico. Esta idea puede tener aplicación en campos tan diferentes como la biología o la computación. Así por ejemplo, un proceso biológico fundamental como la replicación del ADN se puede describir como la acción de pequeñas máquinas termodinámicas capaces de copiar información.

Aunque el demonio de Maxwell es una de las piedras angulares de la mecánica estadística teórica, su aplicación experimental se ha trabajado poco. Como explica Marco Ribezzi, investigador del equipo de la UB que participa en INFERNOS, «la novedad principal del proyecto es conseguir una base experimental sólida y rigurosa en este campo. Nuestro objetivo es crear un dispositivo que pueda utilizar la información para suministrar o extraer energía de un sistema». En este sentido, el equipo de la Universidad, dirigido por el investigador del Departamento de Física Fundamental de la UB Fèlix Ritort, se propone entender cómo se pueden usar la información y las fluctuaciones térmicas en la manipulación de moléculas individuales.

Desde el punto de vista teórico, también se trabajará para desarrollar una teoría de los procesos de fluctuación en estos sistemas, para poder obtener algoritmos eficientes que permitan operar en ellos a estos pequeños demonios de Maxwell.

INFERNOS es un proyecto europeo del programa Future and Emerging Technologies (FET) , con una duración de tres años, y en el que participan, además de los investigadores de la UB, expertos provenientes de la Fundación Universitaria de Aalto (Finlandia), que coordina el proyecto; la Universidad de Lund (Suecia), la Universidad de Oslo (Noruega), la Universidad Técnica de Delft (Países Bajos), el Centro Nacional de la Investigación Científica (Francia), y el equipo estadounidense de la Fundación de Investigación para la Universidad Estatal de Nueva York.

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