En mikroskopisk partikel kan afsløre mere om sine omgivelser, end et enkelt øjebliksbillede viser. Forskere fra Universität Konstanz og Max Planck-instituttet for dynamik og selvorganisering i Göttingen har vist, hvordan gentagne målinger af en partikel kan gøre noget af den skjulte information i dens miljø til en ressource for at udvinde arbejde.
8
14
15
Det er en moderne variant af Maxwell-dæmonens idé: Måling og information kan spille en rolle i, hvor meget arbejde et fysisk system kan levere. Her er pointen, at dæmonen ikke behøver at kunne observere alle dele af sit miljø direkte. Den kan udlede noget af det skjulte ved at følge partiklens bevægelse.
1
2
15
Omgivelser, der husker
Forskerne undersøgte en partikel i et komplekst medium, som universitetet beskriver som en slags spaghetti-lignende struktur. Når partiklen bevæger sig, påvirker den mediet, og mediet falder ikke straks til ro igen. Det betyder, at omgivelserne kan bære spor af tidligere bevægelser og påvirke, hvordan partiklen bevæger sig senere.
15
Hvis man kun registrerer partiklens position på ét tidspunkt, mangler man derfor en del af historien. Med to positionsmålinger og en forsinkelse imellem kan man få et kort glimt af bevægelsesforløbet. Den anden måling kan afsløre dynamiske sammenhænge, som gør det muligt at udnytte information, der ellers er gemt i miljøet.
8
16
Forsinkelsen er vigtig, fordi målingerne skal indfange relevante forbindelser mellem partiklens bevægelse og miljøets hukommelse. Den beskrevne metode bruger altså ikke blot flere målinger for målingernes skyld: Den anden, forsinkede måling er nøglen til at få adgang til information, som kan bruges til at udvinde arbejde.
16
Hvad er anderledes ved denne informationsmotor?
Mange informationsmotorer beskrives med en Markovsk model. I den beskrivelse er systemets aktuelle tilstand nok til at forudsige dets fremtidige udvikling; tidligere historie behøver ikke at blive fulgt med. Men i forsøget spiller skjulte forhold i omgivelserne stadig en rolle. Partiklens position alene udgør derfor ikke en fuldstændig beskrivelse af dynamikken.
1
15
Forskerne har dermed realiseret en informationsmotor, der udnytter miljøets hukommelse og har ikke-Markovsk dynamik. I stedet for at behandle hukommelsen som en forstyrrelse kan man bruge sporene af den til at udlede information og hente arbejde ud af systemet.
1
14
Et skridt mod motorer drevet af information
Studiet er blevet fremhævet som et vigtigt skridt mod mikroskopiske informationsmotorer, der kan fungere uden en temperaturforskel eller andre makroskopiske energigradienter.
7
15 Det peger på en mulig vej for systemer, hvor det kan være vanskeligt at opretholde sådanne forskelle, men de tilgængelige kilder dokumenterer ikke, at forsøget allerede har demonstreret en fuldt cyklisk motor eller praktiske anvendelser i polymeropløsninger eller biologiske medier.
Artiklen The extraction of work from hidden degrees of freedom blev offentliggjort som en open access-artikel i Nature Physics den 16. oktober 2026. DOI: 10.1038/s41567-026-03442-w.
1
9 Forfatterne er Lokesh Muruga, Felix Ginot, Sarah A. M. Loos og Clemens Bechinger.
14