A monte carlo study of Maxwell's demon coupled to finite quantum heat baths

Maxwell'in Cini sunulduğundan beri gündemde tuttuğu bir konu vardır: Termodinamiğin ikinci yasası yasaklasa dahi, yalıtımlı bir sistemin entropisini azaltmak mümkün müdür? Sonraları bilginin fiziksel olduğu fikri ileri sürüldü, ve bilgi entropisi ile termodinamik entropinin denkliği önerildi. Bu yeni kavrayışlar ışığında, ilk soru "Bir sistemin termodinamik entropisini bilgi entropisi kullanarak düşürmek mümkün müdür?" olarak değişti. Bu yapıtın amacı, böyle bir düzeneğin gerçek dünyada var olabileceğini göstermektir. Mandal vd. tarafından oluşturulan model kullanılarak, böyle bir sistemin nano boyutlarda üretilebilme olasılığı sorgulanıyor. Kuramsal bağıntılar kullanılarak, farklı parçacık sayısı ve boyuta sahip sonlu fermiyonik ve bozonik gazların iç enerji ve etkin sıcaklık değerleri tasnif edildi. Ardından, farklı koşullar için bir dizi Monte Carlo benzetimi yürütüldü. Bu benzetimlerin neticesi, bilgi entropisi üretiminin termodinamik entropideki düşüşü telafi edebileceğini gösterdi. Sonuçlar, sonlu kuantum ısı banyosu olarak kullanılan kuantum gazı türünün, soğutucu verimine etki ettiğini işaret etmektedir. Buna istinaden, şayet bütün diğer şartlar aynıysa, soğutma hızı açısından fermiyonik gaz kullanımı bozonik gaz kullanımına üstündür. Sonlu kuantum ısı banyolarının aşırı düşük sıcaklıklardaki davranışlarının çözümlenmesi için ilave çalışma gerekmektedir.