«Бактерии Шрёдингера»: чудо квантовой биологии?

Квaнтoвый область вeсьмa стрaнный. В тeoрии, дa и нa прaктикe, дo oпрeдeлeннoй стeпeни, позиция квaнтoвoгo мирa трeбуют, чтoбы чaстицa мoглa oкaзывaться в двуx мeстax oднoврeмeннo — этo пaрaдoксaльнoe явлeниe извeстнo кaк супeрпoзиция — и чтoбы двe чaстицы мoгли «зaпутывaться», oбмeнивaясь инфoрмaциeй чeрeз скoль угoднo бoльшиe рaсстoяния. Кaк имeннo — никтo нe знает в точности. Самым известным примером странности квантового таблица можно назвать кота Шрёдингера, мысленный эксперимент, перехитренный Эрвином Шрёдингером в 1935 году. Австрийский физик в глубине сердца поместил кота в ящик с потенциально смертельным радиоактивным веществом. Причуды квантового решетка
При всей странности, эта концепция была опытным путем подтверждена бесчисленное количество раз в квантовых масштабах. Маленький человек пока не видел звезду, планету или кота в суперпозиции тож в состоянии квантовой запутанности. Но с тех пор, как бы квантовая теория была впервые сформулирована в начале 20 века, ученые задавались вопросом, идеже именно пересекаются микроскопический и макроскопический миры? Насколько немаленький может быть квантовая реальность и будет ли возлюбленная когда-нибудь достаточно большой, чтобы ее самые странные аспекты хоть было тесно увязать с живыми существами? В течение последних двух десятилетий появившаяся место квантовой биологии искала ответы на эти вопросы, предлагая и проводя эксперименты по-над живыми организмами, которые могли бы помочь отыскать пределы квантовой теории. Эти эксперименты уже принесли интересные, только неубедительные результаты. В начале этого года, например, ученые показали, почему процесс фотосинтеза — когда организмы производят пищу, используя подлунный мир — может включать некоторые квантовые эффекты. Но сие лишь самый кончик айсберга квантового мира. Перед сих пор никому не удавалось заставить общий живой организм — даже не одноклеточную бактерию — явить квантовые эффекты, такие как запутанность или наложение. И вот, новая работа ученых Оксфордского университета заставляет некоторых удивленно вздуть брови: в ней они пишут, что им посчастливилось успешно запутать бактерий с фотонами — частицами света. Труд, проведенное квантовым физиком Кьярой Марлетто и опубликованное в октябре в Journal of Physics Communications, представляет на лицо анализ эксперимента, проведенного в 2016 году Дэвидом Коулсом с Университета Шеффилда и его коллегами. Пропуская белый огонь через зеркала, ученые надеялись, что фотосинтетические молекулы в бактериях образуют испарения — или будут взаимодействовать — с пустотой, то есть бактерии будут непрерывно вбирать, испускать и заново абсорбировать прыгающие фотоны. Около шести бактерий образовали туман по этому признаку. Марлетто и ее коллеги утверждают, чего бактерии не только образовали пару с полостью. В своем анализе они продемонстрировали, зачем энергетические сигнатуры, полученные в ходе эксперимента, могут присутствовать совместимы с фотосинтезирующими системами бактерий, запутанных со светом в полости. Точно по сути, кажется, что некоторые фотоны одновременно поражали и пропускали фотосинтетические молекулы изнутри. Ant. снаружи бактериях — это было отличительным признаком запутывания. «Наши модели показывают, аюшки? это явление можно считать сигнатурой запутанности посредь светом и определенными степенями свободы внутри бактерий», говорит симпатия. «Это определенно ключ к доказательству того, что ты да я каким-то образом движемся в сторону идеи «бактерий Шрёдингера», неизвестно зачем сказать», говорит он. Прежде всего, доказательство запутывания в таком эксперименте закругляйтесь косвенным, зависящим от того, как наблюдатель решает комментировать свет, протекающий сквозь и вытекающий из ограниченных полостью бактерий. Так, конечно, фотоны не являются классическими вовсе — они квантовые. И всё-таки же более реалистичная «полуклассическая» модель, использующая законы Ньютона на бактерий и квантовые законы для фотонов, не может передать результаты, полученные Коулсом и его коллегами в лаборатории. Сие указывает на то, что квантовые эффекты проявляются что для света, так и для бактерий. Другой субаквальный камень: энергии бактерий и фотона измерялись совместно, а мало-: неграмотный по отдельности. Это, по словам Саймона Грёблахера с Технологического университета Делфта в Нидерландах, который не принимал участия в исследовании, является некоторым ограничением. «Может предстать взору, что происходит что-то на квантовом уровне», говорит дьявол. «Но… обычно, когда мы демонстрируем хитроумие, мы измеряем две системы независимо», чтобы явиться признаком, что любые квантовые корреляции между ними будут подлинными. Невзирая на эти неопределенности, для многих экспертов квантово-биологический откочевка от теоретической мечты к реальности, которую можно полапать, это не вопрос возможности —   это вопрос времени. По мнению отдельности и коллективно молекулы за пределами биологических систем уж проявили квантовые эффекты в лабораторных экспериментах, проведенных по (по грибы) десятки лет, поэтому поиск этих эффектов внутри молекул внутри бактерий или вообще наших тел кажется далеко не лишенным смысла. В организмах людей и других многоклеточных существ, опять-таки, такие молекулярные квантовые эффекты было бы горестно заметить, но у крошечных бактерий — почему бы и на гумне — ни снопа? «Это приятное открытие, хоть и ожидаемое», говорит Грёблахер. «Но оно конкретно будет сюрпризом, если продемонстрировать его на примере реальной биологической системы». Едва исследовательских групп, возглавляемых в том числе Грёблахером и Фарроу, надеются выработать эти идеи еще больше. Это будет много сложнее, чем запутывание бактерий со светом с-за сравнительно большого размера тихоходок. Фарроу рассматривает способы поднять эксперимент с бактериями; в следующем году он и его коллеги надеются задурить голову двух бактерий вместе, не трогая свет. «Речь изволь о понимании природы реальности и о том, имеют ли квантовые эффекты миссия в биологических функциях. Может быть так, например, отчего «естественный отбор придумал способы для живых систем естественным образом деть квантовые явления», отмечает Марлетто, приводя в пример вышеупомянутый фотосинтез серобактерий в глубоком много. Но для этого нужно начинать с малого. В ходе недавнего эксперимента был успешно запутан миллиончик атомов. Но если подход снизу-вверх сработает, как-то нас ждет запутанные на макроскопическом уровне существа, предметы и ажно люди. Как думаете, это возможно? Расскажите в нашем чате в Телеграме.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *