211service.com
Sådan opretter du kvanteoverlejringer af levende ting
En af de store udfordringer for kvantefysikere er at finde kvanteadfærd i makroskopiske objekter. Der er åbenlyse eksempler på kvanteadfærd i stor skala, såsom superledning og superfluiditet, men fysikere vil have mere.
Efter at have skabt kvantesuperpositioner af fotoner, elektroner, atomer og endda molekyler, er en af de nuværende besættelser at skabe en kvantesuperposition af en levende ting, såsom en virus. Spørgsmålet er, hvordan man gør dette, og om det overhovedet giver mening at sige, at disse ting lever.
Dette er et eksperiment, der bliver svært. Men i dag foreslår Oriol Romero-Isart fra Max-Planck-Institut fur Quantenoptik i Tyskland og et par kammerater, at det er muligt med den nuværende teknologi og skitserer de udfordringer, der skal tackles for at klare det.
Eksperimentet vil først involvere at opbevare en virus i et vakuum og derefter afkøle den til sin kvantemekaniske grundtilstand i et mikrohulrum. Zapping af virussen med en laser efterlader den derefter i en superposition af grundtilstanden og en ophidset en.
Dette virker kun, hvis virussen opfører sig som et dielektrikum, kan overleve vakuumet og virker gennemsigtig for laserlys, som ellers ville rive den fra hinanden.
Som heldet ville det, siger Romero-Isart og co, at flere vira passer til regningen. Den almindelige influenzavirus er kendt for at kunne overleve i et vakuum, ser ud til at have de nødvendige dielektriske egenskaber og kan meget vel være gennemsigtig for et omhyggeligt valg af laserlys. Tobaksmosaikvirussen, i alt væsentligt en dielektrisk stang, ligner en anden god kandidat.
Men giver det nogen mening at sige, at et stort molekyle i sin grundtilstand på en eller anden måde er i live? Det er svært nok nu at definere, hvad livet betyder. Kast en kvantesuperposition ind i blandingen, og de biologer, der overvejer disse problemer, vil sandsynligvis implodere.
Ikke desto mindre søger mange grupper i øjeblikket at skabe superpositioner af ting som små cantilevers og mikrospejle, så vira ser bestemt ud til at være opnåelige i den nærmeste fremtid. Og derudover, hvorfor ikke større organismer såsom tardigraden (eller vandbjørnen), som kan blive 1,5 mm i længden.
Men hvorfor gider det? At udføre et Schrodingers katteeksperiment ville være sjovt (selvom ikke for virussen). Romero-Isart og venner går videre og siger, at værket eksperimentelt vil tage fat på fundamentale spørgsmål, såsom livets rolle i kvantemekanikken, og forskelle mellem mange-verden og københavnske fortolkninger. Måske.
Men deres påstand om, at det også vil adressere bevidsthedens rolle i kvantemekanikken, synes at være et skridt for langt (selvom en influenzavirus kan bede om at afvige).
Ref: arxiv.org/abs/0909.1469 : Mod kvantesuperposition af levende organismer