Termodinamiğin 2. Yasasını Çürütmek İçin Tasarlanan Deney: Maxwell'in Cini - Ekşi Şeyler
BİLİM 18 Temmuz 2019
35,2b OKUNMA 139 PAYLAŞIM
İskoç fizikçi James Clerk Maxwell, ikinci termodinamik yasasının geçerliliğini sorgulamak için 1867 yılında ortaya Maxwell'in Cini (Maxwell's Demon) adlı bir 'düşünce deneyi' atmış.
İllüstrasyon: L. Tomala
maxwell'in cini, iskoç fizikçi james clerk maxwell'in 1867 yılında, termodinamiğin ikinci yasasını ihlal edecek bir mekanizma bulmak için yaptığı bir düşünce deneyinin kahramanıdır.
termodinamiğin ikinci yasasına göre entropi hiçbir zaman azalmazken; aynı sıcaklıktaki iki cisim etkileşime sokulursa, arada ısı akışı oluşarak biri diğerini hiçbir zaman ısıtmaz.
sıcaklıkları birbirinden çok farklı iki oda düşünelim; odaları ortasından bir duvarla ayrılmışlar ve duvarın da tam ortasında süper bir cin ve süper hassas bir kapı düşünelim. gazlar sürekli hareket ederler ve sıcaklık her gaz taneciğinde aynı değildir. bu cin, sıcak odada bulunan diğerlerine göre daha soğuk olan molekülleri soğuk odaya, soğuk odadaki diğerlerine göre daha sıcak olan gaz taneciklerini de sıcak odaya geçirsin. (kapıyı hızla açıp kapayarak.)
buna göre bir oda sürekli ısınırken, diğeri sürekli soğuyacaktır; ısı dağılımı dengeleneceğine tam tersi olacaktır. bu, termodinamik yasalarının ikincisini ezer geçer; böyle bir şey imkansızdır. teoriye göre odaların sıcaklıklarının zamanla eşitlenmesi gerekir.
bu işin açıklaması da şuymuş;
cinin beyni bu kadar işlemi yaparken o kadar fazla entropi üretiyormuş ki, sonuç olarak sistemin ısısının dengelendiği kabul ediliyormuş.
maxwell'in cini'nin information theory'ye bağlı olan açıklaması da şöyledir
cin, molekülleri hatırlamak, hesap yapmak için tüm bilgileri ezberler ve değiştirir. fakat herhangi bir bilginin silinmesi enerji istemektedir. cinin entropinin tersine iş yapabilmesinin sonucunda hafızasındakileri unutması da enerji gerektirir. bu da ortadaki paradoksu açıklar.
ama bu açıklamada da şöyle bir sorun vardır; cin, tüm moleküllerin enerjilerini ezberlemek zorunda değildir. sadece ortalama enerjileri ezberleyip, sadece içeri almayı düşündüğü molekülün enerjisiyle karşılaştırır. bu az bir hafıza ve hesaplama gücü gerektirir.
herhalde bu durumda da beynin bu iş için yaptığı iş açıklık getirebilir.
Çift Yarık Deneyi olarak da bilinen ve ilk kez Thomas Young tarafından gerçekleştirilen bu deney, ışığın dalga karakterini kesin olarak ortaya koymuş ilk deney olduğu için bilim dünyası için oldukça önemli bir yere sahip.
UFUK AÇICI 7,9b