НОВИНИ


ЗА ПЪРВИ ПЪТ ЖИВИ ОРГАНИЗМИ СА КВАНТОВО ВПЛЕТЕНИ. МОЖЕ БИ
03.11.2018

Зелена сярна бактерия.

Няколко фотозинтезиращи бактерии може би са първите живи организми, действали в зоната на квантовата физика, като се вплитат с отделни фотони светлина в квантов мащаб.
 

За това свидетелстват данните от проучване, публикувано в The Journal of Physics Communications.

Квантовият свят е странен. На теория и до известна степен на практика според неговите принципи една частица може да изглежда на две места наведнъж - парадоксално явление, известно като суперпозиция - и че две частици могат да станат "вплетени", споделяйки информация на произволно големи разстояния чрез някакъв все още неизвестен механизъм.

Тези концепции са експериментално потвърдени безброй пъти в квантов мащаб. Когато се преместин от нашия привидно прост и със сигурност по-интуитивен макроскопски свят, нещата се променят. Никой никога не е виждал звезда, планета или котка в суперпозиция или състояние на квантово вплитане.

Още от времето, когато бе формулирана квантовата теория за първи път в началото на 20-ти век, учените се питат къде точно е границата между микро- и макросветовете. Колко голяма може да бъде квантовата сфера и може ли някога да бъде достатъчно голяма, за да повлияят странните й аспекти върху живите същества? През последните две десетилетия нововъзникващото поле на квантовата биология търси отговори на такива въпроси, предлагайки и извършвайки експерименти с живи организми, които да изследват границите на квантовата теория.

Но резултатите от тези експерименти са неубедителни. По-рано тази година, например, изследователите показаха, че процесът на фотосинтеза, при който организмите създават храна, използвайки светлина, може да включва някои квантови ефекти. Това предполага, че квантовите ефекти могат да се случват по необичайни начини в рамките на живите същества. Но те само потапят крайчецът си в квантовия свят. Досега никой никога не е успял да принуди цял жив организъм, дори едноклетъчна бактерия, да покаже квантови ефекти като вплитане или суперпозиция.

Така че експериментът на група от Университета в Оксфорд, както е описан от Scientific American, предизвиква удивление и скептицизъм с твърденията си за успешното вплитане на бактерии с отделни фотони - най-малката количествено измерима единица светлина, която може да се държи като малка частица, но също и като вълна от енергия в квантовата физика - отразяваща се между две много близки огледала.

Схема на експеримента със силно свързани живи бактерии и светлина. Entanglement between living bacteria and quantized light witnessed by Rabi splitting

Новото изследване представлява анализ на експеримент, проведено през 2016 г. от Дейвид Коулс (David Coles) и колегите му от Университета в Шефилд. В този експеримент екипът на Колс изолира няколкостотин фотосинтезиращи зелени серни бактерии (Chlorobiaceae) между две огледала, като постепенно свиват пролуката между огледалата до няколкостотин нанометра - по-малко от ширината на човешки косъм. Чрез прескачащата бяла светлина между огледалата изследователите се надяват да накарат фотосинтезиращите молекули в бактериите да се свържат или да взаимодействат със светлината в кухината, което означава, че бактериите непрекъснато ще абсорбират, излъчват и абсорбират отново подскачащите фотони. Експериментът е успешен - до шест бактерии изглежда са се свързали по този начин.

В новия анализ учените демонстрират, че подписът на енергийните нива, получен в експеримента, би могъл да съответства с фотосинтезиращите системи на бактериите, които се вплитат със светлината в кухината. По същество изглежда, че едновременно с удара на някои фотони изчезват фотосинтезиращите молекули в бактериите - отличителен белег на вплитане

"Нашите модели показват, че този феномен, е подпис на вплитането между светлината и определени степени на свобода вътре в бактериите", коментира водещият автор на изследването Киара Марлето (Chiara Marletto) за изданието Futurism.

Има основание да бъдем скептични за тези резултати, докато някой пресъздаде експеримента, докато търси признаци на квантови взаимодействия.

Както при всеки преглед на съществуващо проучване, учените са ограничени до количеството и качеството на данните, които вече са публикувани. Както отбелязва Scientific American, енергийните нива на бактериите и огледалото е трябвало да бъдат записани поотделно - което не бе направено - за да се провери квантовото вплитане.

Но ако това изследване издържи проверката, това би било първият случай на жив организъм, работещ като квантова частица.


 

 

 
източник: nauka.offnews.bg

 


 
679422