一個由奧地利維也納大學和德國斯圖加特大學的科學家們組成的研究團隊，研究了熱力學方法對麥克斯韋妖的時間延遲的影響。研究表明，時間延遲對麥克斯韋妖的行為施加了新的基本限制，而熱力學的標準定律並未涵蓋這些限制。該研究成果發表在最近的《自然通訊》雜誌上。
麥克斯韋妖（Maxwell's demon），是由著名物理學家麥克斯韋於1867年創建的思想實驗，在該實驗中他提出了熱力學第二定律可能如何被違反。當時麥克斯韋意識到自然界存在著與熵增加相拮抗的能量控制機制。但他無法清晰地說明這種機制。他只能詼諧地假定一種「妖」，能夠按照某種秩序和規則把作隨機熱運動的微粒分配到一定的相格裡。他設想了一個妖魔，它控制著一個連接兩個氣體腔室之間的一扇小門，如下圖所示。
當單個氣體分子接近門時，妖魔會迅速打開和關閉門，以使只有快速熱分子進入一個腔室，而只有慢速熱分子進入另一個腔室。 因為更快的分子會變熱，所以這個妖魔的行為會導致一個腔室變熱，而另一個腔室變冷，從而降低了系統的無序性——熵，這顯然與熱力學第二定律相矛盾。
熱力學第二定律是熱力學的三條基本定律之一，表述熱力學過程的不可逆性——孤立系統自發地朝著熱力學平衡方向──最大熵狀態演化，同樣地，第二類永動機永不可能實現。雖然這一定律在熱力學範疇內是一條經驗定律，無法得到解釋，但隨著統計力學的發展，這一定律得到解釋。
這一定律本身及所引入的熵的概念對於物理學及其它科學領域有深遠意義。定律本身可作為過程不可逆性及時間流向的判據。對於熵的微觀解釋——系統微觀粒子無序程度的量度，更使這概念被引用到物理學之外諸多領域，包括資訊理論、心理動力學、熱經濟學、生態學和進化論等。
在統計力學中，熵是熱力學系統的廣泛性質。它與微觀結構的數量密切相關，而微觀結構的數量與表徵系統的宏觀數量，例如其體積、壓力和溫度一致。熵表示由宏觀變量定義的系統可以假設的不同配置的數量。在每個微狀態均等概率的假設下，熵是微狀態數的自然對數乘以玻爾茲曼常數。
熱力學第二定律指出，一個孤立的系統的熵永遠不會隨著時間而降低。孤立的系統自發地向熱力學平衡發展，即具有最大熵的狀態。非隔離系統，如生物體 可能會失去熵，但前提是其環境的熵至少增加該數量，以使總熵增加或保持恆定。因此，只要宇宙的總熵不減小，特定系統中的熵就可以減小。熵是系統狀態的函數，因此系統的熵的變化取決於其初始狀態和最終狀態。在理想的過程是可逆的過程中，熵不會改變，而不可逆的過程總是會增加總熵。
因為它是由隨機微狀態的數量決定的，所以在給定宏觀規範的情況下，熵與指定系統的確切物理狀態所需的其他信息量有關。因此，人們常說熵是對疾病、系統隨機性或缺乏信息的一種表達。熵的概念在資訊理論中起著核心作用。
麥克斯韋妖這個思想實驗激起了有關熱力學和資訊理論之間關係的爭論和理論研究，直到今天，許多科學家認為，該實驗理論考慮排除了任何違反第二定律的實際裝置。
現在，麥克斯韋妖的思想實驗可以通過例如受到反饋控制的微粒。這意味著測量粒子的位置、信息被存儲，並通過施加適當的反饋力用於從微粒中提取能量。在過去的研究中，從未考慮過麥克斯韋妖的反應時間，這會對麥克斯韋妖的表現產生影響，在現實情況下應予以考慮。
科學家們現在研究了熱力學方法對麥克斯韋妖的時間延遲的影響。科學家使用了一種被雷射光學懸浮的微粒。粒子在真空中在光學鑷子中振蕩，同時與周圍氣體發生隨機碰撞，稱為布朗運動。由電子電路實現的麥克斯韋妖通過跟蹤微粒的位置來獲取有關微粒的信息，並在一定的延遲後使用第二雷射在微粒上施加相應的反饋力。
通過這樣的實驗，科學家們能夠確定熱力學量，例如交換的熱量和熵流。研究結果成功證實了包括時間延遲的熱力學第二定律的新版本。研究人員說， 「我們使用熱力學方法來了解延時在現實的反饋迴路中的作用。在這裡，懸浮微粒是理想的試驗床，可提供對微粒動力學的出色控制。」
這項新研究的結果是，熵流對提取的能量，換句話說，對麥克斯韋妖的功能效率提出了新的限制。除了量化這種效率，科學家還觀察到，長時間的延遲後，麥克斯韋妖會引起粒子的某些隨機運動，這與通常的布朗運動已經不同。研究人員指出：「我們的結果表明，這樣的熱力學限制也會影響那些依賴反饋將力學系統帶入量子狀態的實驗。」