Partikula mikroskopiko baten inguruneak memoria duela frogatu dute

Ikerketa batek erakutsi duenez, ingurune konplexu batean, partikula baten inguruneak "gogoratzen" du zer gertatu zaion, eta horrek lana ateratzea ahalbidetzen du.

Irudi generikoa: Mikroskopiko sareta batean harrapatutako mikroskopiko ale baten hurbileko irudia, argi lausoa.
AA

Irudi generikoa: Mikroskopiko sareta batean harrapatutako mikroskopiko ale baten hurbileko irudia, argi lausoa.

Ikerlari talde batek laborategian frogatu duenez, partikula mikroskopiko baten inguruneak "gogoratzen" du zer gertatu zaion, eta memoria horri esker lana (energia erabilgarria) lor daiteke.

Zientziaren historian aspaldiko enigma bat argitu da: informazioa erregai gisa erabil daitekeela. James Clerk Maxwell-ek 1867an planteatutako esperimentu mental batetik abiatuta, non molekulak ikusteko gai zen izaki bat deskribatzen zuen, termodinamikaren bigarren legeari aurre egiteko aukera planteatu zen. Leo Szilard-ek 1929an sinplifikatu zuen ideia hau, molekula bakar bateko makina bat erabiliz, eta Rolf Landauer-ek 1961ean adierazi zuen informazioa ezabatzeak kostu energetiko bat duela. Charles Bennett-ek 1982an frogatu zuen neurketa egitea posible zela kosturik gabe, eta memoria ezabatzeak salbatzen duela bigarren legea.
Gaur egun, informazioaren termodinamika izeneko arloak baieztatzen du informazioa lan bihurtzen dela. Hala ere, esperimentu gehienek ingurune markoviarrak erabiltzen dituzte, hau da, "oroimenik" gabekoak, ura adibidez. Baina material asko, hala nola polimeroak, gelak edo fluido biologikoak, ez dira markoviarrak; denbora batez gertatutakoaren aztarnak gordetzen dituzte. Horiek dira "gradu ezkutuak", ikusezinak behatzailearentzat. Galdera zen ea memoria hori aprobetxatu zitekeen.
Ikerlariek 2,7 mikrako diametroa zuen silize bolatxo bat harrapatu zuten laser baten bidez, tentsioaktiboen disoluzio baten barruan. Molekula hauek mikela luzangak osatzen dituzte, espageti mikroskopikoen antzera. Fluido biskoelastiko honetan, bolatxoak sarea deformatzen du, eta sareak sei segundo behar ditu berriz osatzeko. Bolatxoaren posizioa segundoan ehun aldiz erregistratzen da, bost nanometroko zehaztasunarekin. Sarea, ordea, ez da ikusten.
Esperimentuan, bi neurketa egiten dira, tarte kontrolatu batez bereizita. Lehenengo neurketan bolatxoaren posizioa ez du informazio baliagarririk ematen. Baina bigarren neurketa egitean, eta bereziki bolatxoa erdira itzultzen denean, sareak eragindako indarra nabaritzen da. Honek erakusten du energia ingurunetik datorrela. Datuak ondo moldatzen dira partikula erreal batetik eta hari lotutako "goma" batetik abiatzen den eredu minimo batekin.
Memoria dela ziurtatzeko, kontrol talde bat eraiki zuten neurketa bakarreko ibilbideekin. Bi taldeen arteko aldeak sarean gordetako informaziotik datoz soilik. Hau "informazioaren isurpena" deitzen da: inguruneak partikulari buruz itzultzen duen informazioa. Sei segundo inguruko erlaxazio denbora baino gehiagoko tarteetan, efektua desagertu egiten da, sareak ahaztu egiten duelako. Efektu maximoa segundo bateko tartearen inguruan agertzen da.
Bigarren neurketaren ondoren, taldeak argi-tranpa abiadura konstantean mugitu zuen hiru segundoz. Kasu honetan, bolatxoak zuen energia potentziala lan erabilgarri bihurtu zen. Ibilbide jakin batean, lortutako lana likidoak memoria ez balu lor zitekeen gehienezkoaren hiru aldiz izan zen. Energiaren gehiengoa sarean zegoen, ez ikusgarrian. Memoria ez da doakoa, baizik eta une egokian lokalizatu eta erabili beharreko baliabidea.
Metodo honek ez du termodinamikaren bigarren legea urratzen. Energia librea, partikula eta sarearen artean, hasierako energia baino handiagoa da. Ikerlariek azpimarratzen dute hau oso egoera kontrolatua dela, eta etorkizunean, neurketa gehiagorekin edo protokolo malguagoekin, lan gehiago lor daitekeela. Honek, tenperatura-diferentziarik gabe funtzionatzen duten motor mikroskopikoak garatzen lagun dezake, batez ere eskala txikietan.
Esperimentu honek erakusten du materiaren memoriaren bidez, iraganak orainaren abantaila energetikoan parte hartzen duela, eta irakurtzen ikasteak, ikusi gabe ere, lege naturalak hautsi gabe lan gehiago lortzea ahalbidetzen duela.
Iturri ofizialaren informazioan oinarritutako edukia: Cuaderno de Cultura Científica — UPV/EHU (20/10/2026)