Група вчених та інженерів зі Стенфордського та Вашингтонського університетів розробила нову технологію малопотужних радіокомунікацій, яка на перший погляд порушує деякі з базових законів фізики. Інформація в цій системі передається шляхом замикання та розмикання електронного ключа, транзистора, який з'єднує резистор з певною антеною. При цьому в саму антену, що передає, не подається ніякої додаткової енергії.

У звичайних радіосистемах також присутні подібні ключі або їх складніші аналоги, звані модуляторами. Ці ключі з'єднують виходи генераторів синусоїдальних сигналів великої частоти з передавальною антеною або проміжним підсилювачем потужності.

Але в новій системі генератор сигналу не потрібен, натомість використовуються випадкові теплові шуми, що виникають у кожному електронному компоненті внаслідок теплового руху вільних електронів. В даному випадку роль електронного компонента виконує спеціальний резистор, а як ключ використовується транзистор, не має рухомих частин, так що всі витрати енергії на стороні передавача полягають в дуже малих кількостях, потрібних лише для перемикання транзистора.

Все це виглядає настільки неймовірно, що під час проведення експертної оцінки цього досягнення рецензенти попросили дослідників надати пояснення того, як робота цієї системи не порушує другого закону термодинаміки. Бо в разі порушення цього закону вийшло б так, що було винайдено новий вид вічного двигуна, що, як добре відомо, принципово неможливо.

resist

І відразу розкрилася інша особливість цієї системи. Згідно з однією з інтерпретацій другого закону термодинаміки, тепло довільно може перетікати від гарячішого об'єкта до холоднішого. В даному випадку роль потоку тепла грає переданий сигнал, що несе інформацію, а приймач сигналу працює як холодильник. І якщо передавач практично не споживає енергію, то на стороні приймача вона витрачається в досить значних кількостях, близько двох Вт.

Тож з погляду фізики нова система зовсім не є вічним двигуном. А з урахуванням того, що всі витрати енергії відбуваються на боці приймача якоїсь базової станції, де зазвичай відсутні проблеми з енергією, то дана технологія виглядає цілком собі життєздатно.

І якщо об'єднати здатність такої низькоенергетичної передачі даних з методами отримання енергії з навколишнього середовища, то відкриються нові можливості для створення мініатюрних датчиків, безконтактних кредитних карток, медичних пристроїв, що імплантуються, тощо, які не потребують батарей або інших джерел живлення.

У своїй подальшій роботі дослідники планують підвищити швидкість передачі даних, збільшити дальність роботи системи та перевірити все це на реальних пристроях, першими з яких будуть медичні імплантати. Як джерело сигналу в таких пристроях буде використовуватися вже не окремий резистор, а теплові шуми, що виникають прямо в живих тканинах.