મૅક્સવેલનો રાક્ષસ

મૅક્સવેલનો રાક્ષસ (Maxwell’s Demon) : એક કાલ્પનિક બુદ્ધિશાળી જીવ (અથવા ક્રિયાત્મક રીતે તદનુરૂપ સાધન), જે પ્રત્યેક અણુને પારખી, તેની ગતિને અનુરૂપ પ્રતિક્રિયા કરી શકે છે. 1871માં જેમ્સ ક્લાર્ક મૅક્સવેલે ઉષ્માગતિશાસ્ત્રના બીજા નિયમના ઉલ્લંઘનની શક્યતા દર્શાવવા તેની કલ્પના કરી હતી. આ નિયમ મુજબ ઉષ્મા ઠંડા પદાર્થમાંથી ગરમ પદાર્થ તરફ કુદરતી રીતે વહેતી નથી; તેમ કરવા માટે કાર્ય કરવું જરૂરી છે. મૅક્સવેલે બે એવાં પાત્રો A અને Bની કલ્પના કરી કે જેમાં સમાન તાપમાને વાયુ રહેલો હોય અને બે પાત્રો એકબીજાં સાથે નાના છિદ્રથી જોડાયેલાં હોય. કાલ્પનિક વ્યક્તિ (મૅક્સવેલ-રાક્ષસ) દ્વારા આ છિદ્ર મરજી મુજબ ખોલી કે બંધ કરી શકાય તો તેના પરિણામે અણુઓ પોતપોતાની રીતે એક પાત્રમાંથી બીજા પાત્રમાં જઈ શકે. પાત્ર Aમાંથી માત્ર ઝડપી ગતિ કરતા અણુઓને પાત્ર Bમાં દાખલ કરી તથા પાત્ર Bમાંથી ધીમી ગતિવાળા અણુઓને પાત્ર Aમાં પ્રવેશવા દઈ, આ કાલ્પનિક રાક્ષસ આણ્વિક ગતિજ ઊર્જાનું Aથી B તરફ વહન પેદા કરી શકે. Bમાંની આ વધારાની ઊર્જા કાર્ય કરવા (દા.ત., વરાળ પેદા કરવા) વાપરી શકાય અને આમ આ પ્રણાલી એક પ્રકારના શાશ્વતગતિ યંત્ર તરીકે કામ આપી શકે. વળી જો ફક્ત Aમાંથી બધા અણુઓને પાત્ર Bમાં પ્રવેશવા દેવામાં આવે તો બે પાત્રો વચ્ચે દબાણનો વધુ ઉપયોગી તફાવત ઉત્પન્ન થાય. 1950માં ફ્રેંચ ભૌતિકવિદ લિયો બ્રિલોઈને આ કલ્પના ખોટી ઠરાવતાં જણાવ્યું કે રાક્ષસના કાર્યથી એન્ટ્રોપી નામની રાશિમાં જે ઘટાડો થાય છે તે ઝડપી અને ધીમા અણુઓ વચ્ચે પસંદગી કરવામાં થતા એન્ટ્રોપીના વધારા કરતાં વધુ હોઈ ઉપરની ઘટના અશક્ય છે.

જ. પો. ત્રિવેદી