Los investigadores de la Universidad Simon Fraser han diseñado un motor extraordinariamente rápido que aprovecha un nuevo tipo de combustible:la información.

El desarrollo de este motor, que convierte el movimiento aleatorio de una partícula microscópica en energía almacenada, se describe en una investigación publicada esta semana en el Actas de la Academia Nacional de Ciencias (PNAS) y podría dar lugar a avances significativos en la velocidad y el costo de las computadoras y las biotecnologías.

El profesor de física y autor principal de SFU, John Bechhoefer, dice que la comprensión de los investigadores sobre cómo convertir información en "trabajo" de manera rápida y eficiente puede informar el diseño y la creación de motores de información del mundo real.

"Queríamos saber qué tan rápido puede ir un motor de información y cuánta energía puede extraer, así que hicimos uno, "dice Bechhoefer, cuyo grupo experimental colaboró ​​con teóricos dirigidos por el profesor de física de SFU, David Sivak.

Los motores de este tipo se propusieron por primera vez hace más de 150 años, pero en realidad, hacerlos solo ha sido posible recientemente.

"Al estudiar sistemáticamente este motor, y elegir las características adecuadas del sistema, hemos impulsado sus capacidades más de diez veces más que otras implementaciones similares, lo que lo convierte en el mejor de su clase actual, "dice Sivak.

El motor de información diseñado por los investigadores de SFU consiste en una partícula microscópica sumergida en agua y unida a un manantial que, sí mismo, está fijado a un escenario móvil. Luego, los investigadores observan que la partícula rebota hacia arriba y hacia abajo debido al movimiento térmico.

"Cuando vemos un rebote hacia arriba, subimos el escenario en respuesta, "explica el autor principal y estudiante de doctorado Tushar Saha." Cuando vemos un rebote a la baja, esperamos. Esto termina elevando todo el sistema utilizando solo información sobre la posición de la partícula ".

Repitiendo este procedimiento, elevan la partícula "a gran altura, y así almacenar una cantidad significativa de energía gravitacional, "sin tener que tirar directamente de la partícula.

Saha explica además que "en el laboratorio, implementamos este motor con un instrumento conocido como trampa óptica, que utiliza un láser para crear una fuerza sobre la partícula que imita la del resorte y la plataforma ".

José Lucero, un estudiante de Maestría en Ciencias, agrega, "En nuestro análisis teórico, encontramos una compensación interesante entre la masa de la partícula y el tiempo medio que tarda la partícula en rebotar. Mientras que las partículas más pesadas pueden almacenar más energía gravitacional, por lo general, también tardan más en ascender ".

"Guiado por esta información, Elegimos la masa de partículas y otras propiedades del motor para maximizar la rapidez con la que el motor extrae energía, superando los diseños anteriores y logrando una potencia comparable a la maquinaria molecular en las células vivas, y velocidades comparables a las de las bacterias que nadan rápidamente, "dice el becario postdoctoral Jannik Ehrich.