Ученые создали у организмов квантовую запутанность. Почему это важно

Это может быть ключевой момент для квантовой физики и науки вообще, поскольку он может изменить наше восприятие того, как устроен окружающий мир.

Анализируя данные об одном из недавних экспериментов с бактериями, способными поглощать фотоны, группа ученых установила, что на самом деле речь идет о квантовой запутанности.

Фото: pixabay.com

Результаты исследования впервые были опубликованы в августе 2017 года. Тогда британские физики во главе с Дэвидом Коулом из университета Шеффилда анализировали поведение фотосинтетических бактерий.

Однако теперь ученые из Оксфордского университета во главе с Кьярой Марлетто пересмотрели данные того исследования и пришли к неожиданному выводу — возможно, в ходе того эксперимента бактерии стали первыми живыми организмами, которые оказались в состоянии квантовой запутанности с отражающимся между ними светом.

Результаты нового исследования были опубликованы в The Journal of Physics Communications.

 

Квантовая запутанность

Эксперимент Коула, проведенный в Шеффилде в 2016 году и описанный в научной прессе годом позже, подразумевал наблюдения за индивидуальными фотонами — самыми маленькими из определяемых современной наукой частиц света.

Фотоны могут вести себя как мельчайшие частицы, но также и как волны энергии, описываемые в рамках квантовой физики. В ходе эксперимента фотоны отражались между двумя зеркалами, которые были разделены микроскопическим расстоянием.

Бактерии, использовавшиеся в ходе эксперимента, принадлежат к виду зеленых грамотрицательных бактерий. Они «всасывают» свет и превращают его в тепло.

Квантовая механика могла играть важную роль в эволюции

Наблюдения за уровнями энергии в экспериментальной установке позволяют предположить, что принимавшие в нем участие бактерии вступили в квантовое взаимодействие с фотонами. На такой вывод ученых наводит тот факт, что некоторые отдельно взятые фотоны вроде бы одновременно и взаимодействовали с бактериями и пролетали мимо них.

Фактически, речь идет о феномене «кота Шредингера», поясняет Тристан Фэрроу, один из участников исследования. Эта концепция наглядно объясняет основы квантовой физики на примере кота, запертого в коробке. До тех пор пока коробка закрыта, неизвестно, жив кот или мертв.

 

Критика

Есть все основания относиться к эксперименту скептически, отмечает обозреватель Дэн Робицки, по крайней мере, до тех пор, пока его результаты не будут воссозданы в другом таком же эксперименте. Тогда можно будет говорить о признаках квантового взаимодействия живых организмов.

К тому же, как это всегда бывает при анализе эксперимента, проведенного в прошлом, ученые ограничены в своей работе исключительно данными, которые были опубликованы в предыдущем исследовании. Они не могут получить дополнительные данные или уточнить что-то.

Также стоит отметить, что для заключения о том, что имела место квантовая запутанность, необходимо, чтобы уровни энергии бактерий и всей остальной системы были зафиксированы по отдельности. Что не было сделано в ходе эксперимента 2017 года.

 

Почему это важно?

Однако, если предположить, что повторный эксперимент подтвердит факт квантовой запутанности в таких же условиях, это будет первый описанный случай, когда форма жизни действовала в рамках квантовой физики, обычно ограниченной субатомными частицами.

И хотя микробы весьма малы, это весьма большое событие, констатирует Робицки.

Если принять во внимание, что доминирующая теория говорит о том, что жизнь на Земле развилась из одноклеточных организмов, то результаты этого эксперимента позволяют говорить о том, что квантовая механика могла играть важную роль в эволюции, констатирует Тристан Грин, обозреватель The Next Web.

Это может быть ключевой момент для квантовой физики и науки вообще, поскольку он может изменить наше восприятие того, как устроен окружающий мир, подчеркивает Грин.