Elektroniska enheter slösar mycket energi genom att producera värdelös värme. Detta är en av de främsta anledningarna till att våra mobiler använder batteriet så snabbt. Forskare vid universitetet i Luxemburg har tagit ett steg framåt i att förstå hur detta händer och hur detta avfall kan minskas genom att kontrollera energiflöden på molekylär nivå. Detta skulle göra vår teknik billigare i drift och mer hållbar.

Tills nu, forskare hade bara en genomsnittlig syn på energiomvandlingseffektiviteten i nanoenheter. För första gången, en mer komplett bild har beskrivits tack vare universitetet i Luxemburgs forskning. "Vi upptäckte universella egenskaper om hur energieffektiviteten hos nanosystem fluktuerar, " förklarade professor Massimiliano Esposito vid universitetet i Luxemburgs forskningsenhet för fysik och material. Genom att använda denna kunskap kommer det att vara möjligt att kontrollera energiflöden mer exakt, så skära avfall.

Dessa energikontroller skulle kunna uppnås med en teknisk regulator som skulle förhindra den naturliga processen där värme som genereras i en del av en enhet går förlorad när den sprids till kallare områden. Med andra ord, detta lägger till intressanta nyanser till termodynamikens andra lag, en av fysikens grundläggande teorier. Denna teoretiska förståelse för hur man reglerar energiflöden ger liv till "Maxwells demon", ett begrepp som introducerades av den store 1800-talsmatematikern och fysikern James Clerk Maxwell. Han föreställde sig att denna "demon" kunde störta naturlagarna genom att låta kalla partiklar strömma mot varma områden.

Två nya artiklar publicerade i högt respekterade vetenskapliga tidskrifter ( Fysisk granskning X och Naturkommunikation ) beskriv dessa fynd. Forskargruppen under Prof. Esposito använde matematiska modeller för att komma fram till dessa slutsatser. Dessa idéer kommer att omsättas i praktiken i laboratoriet innan eventuella praktiska tekniska tillämpningar utvecklas.