フランスのリヨン高等師範学校(ENSリヨン)で行われた研究によって、熱力学第2法則を「95%もの高確率で破るように見える」驚異的な現象が実験的に確認されました。
研究では、髪の毛よりもはるかに小さい微小な板バネを使い、周囲のごくわずかな温度変動(熱ゆらぎ)を巧みに利用して、本来であれば外部からのエネルギー供給が不可欠な状況であっても、95%の確立で必要な自由エネルギー差を「タダ」で済ませることに成功しました。
これは、ナノスケールの世界で起こる確率論的熱力学という新しい理論に基づくもので、エネルギーの供給が必要となる状態遷移を「ゆらぎ」に頼って引き起こしたものです。
果たしてこの結果は、本当に熱力学第2法則を揺るがすものなのでしょうか?
研究内容の詳細は『Physical Review Letters』にて発表されました。
目次
- 熱力学第2法則は宇宙のルールとして完璧なのか?
- 「ほぼ毎回エネルギーがタダになる」――ナノマシンが見せた驚きの挙動
- 熱力学第2法則はなぜ最終的に勝つのか?「5%の罠」の正体
熱力学第2法則は宇宙のルールとして完璧なのか?

私たちが暮らす世界には、「エネルギーは勝手に都合よく集まらない」という絶対的なルールがあります。
例えば、一度散らばった熱が勝手に集まってエネルギーに戻ることはありませんし、熱が勝ってに冷たい方から熱い方へは流れることもありません。
自然界では「使えるエネルギーは放っておくと散逸し、減少する」という運命にあります。
この自然の法則は「熱力学第2法則」と呼ばれており、あらゆる物理現象に当てはまると考えられています。
実際、部屋の中に置いていたぬるいお茶がなにもしていないのに「勝手に周りから熱を集めて沸騰した」という経験をしたひとはいないでしょう。
また歴史的には「熱力学第2法則」は永久機関が決して作れない理由として存在し続けています。