Maxwellin demoni
Kokeelliset tutkimukset

Yli sadan vuoden ajan Maxwellin demonin mahdollisuutta pohdittiin vain teoreettisesti.  Viime aikoina nanoteknologian kehitys on kuitenkin tehnyt mahdolliseksi tutkia asiaa myös kokeellisesti. Maxwellin demonia jossakin määrin muistuttavia laitteita on tunnettu jo jonkin aikaa, mutta kaikkien näiden laitteiden paikallisesti vähentämä entropia on ollut pienempi kuin niiden vaikutuksesta muualla lisääntyvä entropia. Eräitä näistä laitteita käytetään tutkimusvälineinä hiukkasfysiikassa.
Nature-lehden numerossa 1. helmikuuta 2007 Edinburghin yliopiston professori David Leigh ilmoitti, että tämän ajatuskokeen pohjalta oli rakennettu nanoteknologinen laite. Se pystyi johtamaan kemiallisen systeemin pois tasapainosta, mutta se tarvitsi ulkoisen energianlähteen, nimittäin valoa, eikä se näin ollen rikkonut termodynamiikan lakeja.
Aikaisemmin toiset tutkijat olivat saaneet aikaan renkaanmuotoisen molekyylin, joka voitiin asettaa kahta paikkaa, A ja B, toisiinsa yhdistävälle akselille. Kummastakin paikasta lähtevät hiukkaset törmäisivät renkaaseen ja siirtäisivät sen milloin akselin toiseen, milloin toiseen päähän. Jos tällaisia laitteita olisi suuri määrä samassa systeemissä, joka hetki puolet niistä olisi paikassa A, puolet paikassa B.
Leigh muutti akselia siten, että jos valo osui laitteeseen, sen keskikohta paksuuntui ja rajoitti siten renkaan liikettä. Rengas pääsisi liikkumaan vain, jos se sijaitsisi paikassa A.  Ajan myötä kaikki renkaat tulisivat näin ollen työnnetyiksi paikasta B paikkaan A, jonne ne myös jäisivät, jolloin systeemi jäisi epätasapainoon. Hänen kokeessaan tällaisia rengasmolekyylejä oli miljardeittain, ja vaikka systeemi aluksi oli tasapainossa niin, että akselin kummassakin päässä oli puolet renkaista, muutaman minuutin kuluttua niistä 70 % oli paikassa B.
Vuonna 2014 suomalainen tutkimusryhmä onnistui Jukka Pekolan johdolla valmistamaan ns. Szilárdin koneen, joka osoitti Maxwellin demonin toiminnan myös käytännössä. Vuotta myöhemmin sama ryhmä valmisti ensimmäisen autonomisen Maxwellin demonin, joka poimii systeemistä mikroskooppista informaatiota vähentäen sen perusteella systeemin entropiaa. Kyseessä on yhden elektronin transistori, joka muodostuu pienestä metallisaarekkeesta, joka on yhdistetty kahteen johtimeen suprajohtavista materiaalista tehdyillä tunnelikytkennöillä. PICO-ryhmä on myös osoittanut, kuinka Maxwellin demonin avulla voidaan jäähdyttää sähköisen piirin kriittisiä elementtejä. Pekolan ryhmä tutkii myös mahdollisuuksia toteuttaa demoni kvanttitasolla.
Myös jäähdytyslaitteena käytetty Vortex-putki erottaa toisistaan lämpimän ja kylmän ilman. Se ei kuitenkaan ole Maxwellin demoni, sillä se ei toimi kahden säiliön välillä, vaan kykenee jakamaan paineistetun kaasun lämpimään ja kylmään komponenttiin; yksi paineistettu sisääntulo ja kaksi ulostuloa.lähde?
Maxwellin demoniin verrattavissa on myös solukalvossa oleva natrium-kalium-pumppu, joka päästää valikoivasti lävitseen natrium- ja kaliumioneja, tavallisesti konsentraatioeroja lisäävään suuntaan. Tähän pumppu kuitenkin tarvisee ulkoista energiaa, jonka se saa peräisin adenosiinitrifosfaattimolekyylien (ATP) sisältämästä kemiallisesta energiasta.