- Горячие темы:
- Все для фронта - все про оружие и технику
Замороженную тихоходку отправили в квантовый мир
Тихоходки - эти микроскопические существа с пухлым телом, прошли сквозь призму науки. Удивительно прочных существ выстреливали из ружей, купали в кипящей воде, подвергали интенсивному ультрафиолетовому излучению и даже (случайно) скидывали на Луну, чтобы проверить пределы выживаемости - механизм, при котором тихоходки сворачиваются в сморщенные обезвоженные шарики и приостанавливают свои биологические функции на неопределенный срок, чтобы выдержать экстремальные условия окружающей среды.
Читайте также: Странные квантовые объекты могут объяснить, почему мы существуем
Теперь исследователи подвергли тихоходок воздействию самых низких температур и самых высоких давлений - не только для проверки биологических пределов животных, но и для того, чтобы увидеть, может ли замороженная тихоходка быть включена в две квантовые запутанные электрические цепи, а затем и позже. вернуться в нормальное активное состояние.Результаты, представленные в новой статье, опубликованной в базе данных препринтов arXiv, предполагают, что да - ученые могут добавить "временную квантовую запутанность" к растущему списку достижений тихоходки. Тем не менее, первые отзывы на статью не согласились с этим выводом.
Если результаты в конечном итоге выдержат экспертную оценку, то этот эксперимент будет представлять собой первый раз, когда живое животное было квантово запутано - причудливое явление, обычно ограниченное мельчайшими субатомными частицами.
Явление квантовой запутанности настолько странно, что даже Альберт Эйнштейн сомневался в этом, получив известное прозвище "жуткое действие на расстоянии". По сути, эффект возникает, когда две крошечные субатомные частицы становятся связанными друг с другом, так что изменение спина или импульса одной частицы мгновенно изменяет другую частицу таким же образом - даже когда две частицы разделены невероятно большими расстояниями.
Этот эффект может выйти за пределы субатомной области, как ученые пытались доказать в статье 2018 года в Journal of Physics Communications. Эта команда обнаружила, что некоторые фотосинтезирующие бактерии способны запутываться с фотонами света, когда резонансная частота света в зеркальной комнате в конечном итоге синхронизируется с частотой электронов в фотосинтетических молекулах бактерий.
Читайте также: Упрощенный квантовый компьютер можно сделать из готовых компонентов
Авторы новой статьи arXiv решили проверить, может ли многоклеточный организм, такой как тихоходка, развить такие отношения. В своем эксперименте команда собрала трех тихоходок из водосточного желоба в Дании. В оживленном состоянии тихоходки имели размер от от 0,2 до 0,45 миллиметров, однако после того, как исследователи заморозили тихоходок, животные уменьшились примерно до трети от этого размера.Оттуда команда еще больше заморозила тихоходок, охладив их до доли градуса выше абсолютного нуля - самой холодной температуры, которой тихоходки когда-либо подвергались и выживали.
Команда поместила каждую замороженную тихоходку между двумя обкладками конденсатора сверхпроводящей схемы, которая сформировала квантовый бит или "кубит" - единицу информации, используемую в квантовых вычислениях. Когда тихоходка вступала в контакт с кубитом (названным кубитом B), он сдвигал резонансную частоту кубита. Затем этот гибрид тихоходок-кубит был подключен ко второй соседней цепи (кубит A), так что два кубита запутались. В ходе последовавших за этим нескольких тестов исследователи увидели, что частота как кубитов, так и тихоходки изменялась в тандеме, напоминая запутанную систему из трех частей.
Через семнадцать дней после того, как тихоходки вошли в состояние спячки, исследователи осторожно согрели их в попытке оживить. Одна из тихоходок вернулась к своему оживленному состоянию, а двое других погибли. Исследователи заявили, что этот выживший фактически стал первым в истории животным с квантовой запутанной структурой.
"Хотя можно было ожидать аналогичных физических результатов от неодушевленных объектов с таким же составом, что и тихоходки, мы подчеркиваем, что запутывание наблюдается со всем организмом, который сохраняет свою биологическую функциональность после эксперимента", - заключила команда в своей статье. "В то же время тихоходка пережила самые экстремальные и продолжительные условия, в которых она когда-либо находилась".
Хотя документ еще не прошел рецензирование, первые отзывы научного сообщества были критическими. Дуглас Нательсон, заведующий кафедрой физики и астрономии Университета Райса в Техасе, написал в своем блоге, что эксперимент "ни в каком значимом смысле не запутал тихоходку с кубитом".
"Авторы здесь поместили тихоходку поверх емкостных частей одного из двух связанных кубитов", - написал Нательсон. "Тихоходка - это в основном (замороженная) вода, и здесь она действует как диэлектрик, сдвигая резонансную частоту одного кубита, на котором он сидел… Это не запутанность в каком-либо значимом смысле".
Читайте также: Скорость передачи квантовой информации увеличили в несколько раз
Бен Брубейкер, научный писатель и бывший физик, согласился."Кубит представляет собой электрическую цепь, и размещение тихоходки рядом с ним влияет на нее в соответствии с законами электромагнетизма, о которых мы знали более 150 лет", - написал Брубейкер в Твиттере . "Если положить пылинку рядом с кубитом, это даст аналогичный эффект".
Независимо от того, испытывала ли тихоходка какое-либо "жуткое действие" со стороны кубитов, к которым она была прикреплена, исследование действительно показывает, что тихоходки даже более выносливы, чем считалось ранее. Как бы захватывающе ни звучало "квантовая тихоходка", этот эксперимент должен, по крайней мере, служить напоминанием о том, что обычные тихоходки и сами по себе достаточно увлекательны.
Напомним, ранее сообщалось, что SpaceX запустит в космос светящихся кальмаров и пять тысяч тихоходок.
