Brownian ratchet

จากวิกิพีเดีย สารานุกรมเสรี
บทความนี้มีชื่อเป็นภาษาอังกฤษ เนื่องจากยังไม่มีชื่อภาษาไทยที่กระชับ เหมาะสม หรือไม่รู้วิธีอ่านในภาษาไทย

Brownian ratchet คือ การทดลองทางความคิด เกี่ยวกับเครื่องจักร perpetual motion ที่เห็นได้ชัดซึ่งตั้งโดย ริชาร์ด ไฟยน์แมน ในการบรรยาย ฟิสิกส์California Institute of Technology ในวันที่ 11 พฤษภาคม ค.ศ. 1962 เพื่อเป็นการอธิบาย กฎทางเทอร์โมไดนามิกส์

อุปกรณ์ในการทดลองทางความคิดประกอบด้วยเกียร์ซึ่งมี เฟืองหมุนทางเดียว โดยที่มันสั่นภายใต้ การเคลื่อนที่แบบบราวน์ (เป็นที่มาของชื่อดังกล่าว) ใน heat bath แนวคิดคือว่าการเคลื่อนที่ในทิศหนึ่งจะสามารถเป็นไปได้ตามเฟือง แต่การเคลื่อนที่ในทิศตรงกันข้ามจะถูกกันไว้ เกียร์จึงหมุนด้วยแรงเล็ก ๆ ไปเรื่อย ๆ ในทิศหนึ่งโดยปราศจาก heat gradient ใด ๆ นี่เป็นการหักล้าง กฎข้อที่สองของเทอร์โมไดนามิกส์ ซึ่งเริ่มไว้ว่า "มันเป็นไปไม่ได้สำหรับเครื่องมือใดที่จะทำงานในวัฏจักรหนึ่งโดยรับความร้อนจากระบบ reservoir เดียวและเกิดงานลัพธ์ขึ้น"

ถึงแม้ว่าในตอนแรก Brownian ratchet ดูจะสกัดเอางานที่ใช้ได้จากการเคลื่อนที่แบบบราวน์ ไฟนย์แมนแสดงผ่านรายละเอียดข้อโต้แย้งจำนวนหนึ่งว่า การทำงานของมันจะทำลายตัวเอง และในความเป็นจริงจะไม่สามารถสร้างงานใด ๆ ได้ วิธีการง่าย ๆ ที่ทำให้เห็นภาพว่าเครื่องกลดังกล่าวนั้นใช้ไม่ได้ คือ การระลึกว่าเฟืองหมุนทางเดียวก็เป็นไปตามการเคลื่อนที่แบบบราวน์เช่นกัน อันที่จริงแล้วเฟืองจะมีขนาดเทียบได้กับเกียร์และทำตัวตามการเคลื่อนที่ของของขนาดเดียวกัน ดังนั้นเมื่อใดที่เครื่องกลเฟืองไปข้างหน้า มันก็จะไถลไปด้วยเนื่องจากการเคลื่อนที่แบบบราวน์ของเฟือง อย่างไรก็ตาม แนวคิดนี้นำไปสู่การพัฒนา Brownian motor ซึ่งสามารถสร้างงานที่เป็นประโยชน์ได้ แต่ไม่ขัดแย้งกับกฎทางเทอร์โมไดนามิกส์

อ้างอิง[แก้]

แหล่งข้อมูลอื่น[แก้]