A Física e a Arte da Demonologia

Descubra aqui o que é o Demônio de Maxwell, e como os físicos o estão invocando.

A segunda Lei da termodinâmica afirma que ao longo do tempo, a entropia* de um determinado sistema irá necessariamente aumentar. A única maneira de reduzir essa tendência e injetando mais energia nos sistema a serviço de sua organização. Filosoficamente ela reflete a decadência e a desordem a que tudo está condenado. Em termos práticos, ela apenas diz que a energia é cada vez menos útil em um sistema fechado, requerendo sempre uma fonte de energia nova.

*Entropia: É uma medida do grau de desorganização que pode levar a falência de um sistema; dito de outra forma, é o movimento natural que leva todas as coisas de volta a massa da terra. Por exemplo: Um carro abandonado, vira ferrugem e é incorporado a terra. Os mortos são enterrados ou cremado e nesse caso as cinzas vão ser incorporadas à terra.

Oh não! o demônio de Maxwell foi possuído pelo gato de Schrondinger!

No século XVIII, James Clerk Mawell pensou em uma maneira de contornar essa ideia. Imagine que em uma caixa, ou uma caverna, ou uma casa cheia de gás quente, vive um demônio. Especificamente, lá vive um demônio obsessivo-compulsivo. O calor de um gás é contado pela velocidade média de suas moléculas. Algumas viajam mais rápido, e algumas viajam mais lento. O demônio tem uma raiva especial das moléculas lentas, e por isso sempre que alguma nesse estado de lerdeza se aproxima de um determinado canto da caixa, ele fecha um alçapão e bloqueia a passagem da preguiçosa. Quando é uma molécula mais rápida ele permite a passagem da mesma sem maiores problemas. Com o tempo, a caixa tem uma metade quente e a outra metade fria. Isso aumenta a quantidade de entropia na caixa. Se instalarmos um túnel entre as duas metades despistamos o demônio e permitiremos que o fluxo de ar quente reflua de novo para a metade fria e o trabalho seguirá em frente.

Muitos contemporâneos acham que tudo isso é uma bela de uma porcaria, já que demônios não existem, muito menos obsessivo-compulsivo e tão pouco estaria usando energia para cronometrar velocidades de átomos, e assim, jogaram a bacia de água fora com o bebé junto.

Até que muito recentemente um grupo de cientistas reviveu a ideia de separar os átomos por sua velocidade relativa.

Primeiro, criaram uma calha magnética e colocaram nela um certo número de átomos em repouso. Depois agitaram as coisas com um feixe de laser. Os átomos na calha mudaram em velocidades variadas, alguns tiveram suas velocidades diminuída, como uma bola faria se fosse rolada para cima. Apenas alguns mais energéticos fizeram as pazes com a calha, e ao fazerem, tiveram sua energia cinética reduzida a quase nada, em outras palavras eles são os mais lentos que existem. O feixe de laser "chuta" o demônio para fora da armadilha magnética e a transforma em uma armadilha ótica. Desse modo os átomos mais "frescos" são separados, e a entropia do sistema diminuí.

O demônio assim, foi vencido, em parte. O feixe de laser injeta mais energia para o sistema, é certo, mas o demônio diabolicamente pratica sua artimanha "encontrando" um jeito de arrefecer o sistema e condensar o gás, obrigando os físicos a continuarem com seus rituais de exorcismo.

Fonte: Wikipédia, Superinteressante, Scientific American.