Saved by the Paradox

En aquest joc l’usuari controla una porta que separa dues cambres amb un gas. A mesura que les partícules de gas individuals s'acosten a la porta, el jugador ha d'obrir i tancar-la ràpidament per permetre que només les partícules ràpides passin en una direcció i només les que es mouen lentament en l'altra. En fer-ho, el jugador crea un desequilibri de temperatura entre les dues cambres (i una disminució de l'entropia del gas!).

Aquest desequilibri es fa servir aleshores com a font d'energia per impulsar un cotxe. El cotxe ha d'arribar a la meta per una carretera plena d'obstacles —tombes i barrils que redueixen la seva velocitat— i premis —rubins— abans que el Monstre l’atrapi!

El joc es basa en la paradoxa del dimoni de Maxwell, proposada pel físic escocès James Clerk Maxwell el 1867. La paradoxa, formulada com un experiment mental, proposa una possible violació de la segona llei de la termodinàmica per un ésser diminut —el dimoni— que podria mesurar la velocitat de les partícules en un gas i decidir si obre o tanca una porta per separar les ràpides de les lentes. A causa de la naturalesa cinètica de la temperatura, com a resultat de les seves accions el dimoni faria que una cambra s'escalfés i l'altra es refredés. Aquest procés disminuiria l'entropia total dels gasos, en aparent violació de la segona llei de la termodinàmica.

Aquesta paradoxa va obrir la porta a una interpretació estadística de la segona llei i va estimular la relació entre la termodinàmica i la teoria de la informació.

L’app està desenvolupada per l’estudiant de grau Gabriel Linares com a continuació de la seva feina dins del marc de l’assignatura de “Pràctiques d’empresa” del grau de Física. Supervisat pels professors Carles Calero, Muntsa Guilleumas i Bruno Julia Diaz.

Característiques de l'aplicació

• Es un joc unijugador que permet divulgar sobre gasos, entropia, simulacions de dinàmica molecular, transformació calor-treball i moviment unidimensional.
• Al recipient del gas, el joc resol de manera acurada la dinàmica de totes les partícules a temps real. Mitjançant un algorisme de Verlet.
• La interacció entre les partícules ve descrita per  un potencial de Lennard-Jones.
• L’objectiu és arribar a la meta del circuit propulsant el cotxe abans que el monstre l’atrapi. Per a aconseguir-ho, s’ha de fer funcionar un motor basat en la paradoxa plantejada en l’experiment mental del dimoni de Maxwell.
• El cotxe rep un impuls dependent de la diferència de temperatura entre les dues cambres, generat pel treball obtingut en fer funcionar una màquina tèrmica entre tots dos compartiments.
• Un cop arrenca el moviment del cotxe, el seu desplaçament es calcula tenint en compte tant el fregament amb el terra com el que es dóna amb la substància vessada en impactar amb els barrils del circuit.
• A mesura que s’assoleixen unes certes fites, el jugador pot desbloquejar diferents skins —aspectes— pel seu cotxe.

Descàrrega

Per a descarregar l'aplicació clicar aquí

Pantalles d'exemple