211service.com
Hoe kwantumsuperposities van levende wezens te creëren
Een van de grote uitdagingen voor kwantumfysici is het vinden van kwantumgedrag in macroscopische objecten. Er zijn voor de hand liggende voorbeelden van kwantumgedrag op grote schaal, zoals supergeleiding en superfluïditeit, maar natuurkundigen willen meer.
Na het creëren van kwantumsuperposities van fotonen, elektronen, atomen en zelfs moleculen, is een van de huidige obsessies het creëren van een kwantumsuperpositie van een levend wezen, zoals een virus. De vraag is hoe dat moet en of het zin heeft om te zeggen dat deze dingen überhaupt leven.
Dit is een experiment dat moeilijk zal zijn. Maar vandaag suggereren Oriol Romero-Isart van het Max-Planck-Institut für Quantenoptik in Duitsland en een paar vrienden dat het haalbaar is met de huidige technologie en schetst hij de uitdagingen die moeten worden aangepakt om het voor elkaar te krijgen.
Het experiment omvat eerst het opslaan van een virus in een vacuüm en het vervolgens afkoelen tot zijn kwantummechanische grondtoestand in een microholte. Door het virus met een laser te zappen, blijft het in een superpositie van de grondtoestand en een aangeslagen toestand.
Dit werkt alleen als het virus zich gedraagt als een diëlektricum, het vacuüm kan overleven en transparant lijkt voor laserlicht, dat het anders uit elkaar zou scheuren.
Het toeval wil dat Romero-Isart en co zeggen dat verschillende virussen bij de rekening passen. Het is bekend dat het gewone griepvirus in een vacuüm kan overleven, de vereiste diëlektrische eigenschappen lijkt te hebben en mogelijk transparant is voor een zorgvuldige keuze van laserlicht. Het tabaksmozaïekvirus, in alle opzichten een diëlektrische staaf, lijkt een andere goede kandidaat.
Maar heeft het enige zin om te zeggen dat een groot molecuul in zijn grondtoestand op de een of andere manier leeft? Het is nu al moeilijk genoeg om te definiëren wat het leven betekent. Gooi een kwantumsuperpositie in de mix en de biologen die nadenken over deze problemen zullen waarschijnlijk imploderen.
Desalniettemin zijn veel groepen momenteel op zoek naar superposities van dingen als kleine uitkragingen en microspiegels, dus virussen lijken in de nabije toekomst zeker haalbaar. En verder, waarom geen groter organisme zoals de tardigrade (of waterbeer) die tot 1,5 mm lang kan worden.
Maar waarom zou je je druk maken? Het uitvoeren van een Schrodinger-kattenexperiment zou leuk zijn (hoewel niet voor het virus). Romero-Isart en vrienden gaan verder en zeggen dat het werk experimenteel fundamentele vragen zal behandelen, zoals de rol van het leven in de kwantummechanica, en verschillen tussen interpretaties van vele werelden en Kopenhagen. Misschien.
Maar hun bewering dat het ook de rol van bewustzijn in de kwantummechanica zal aanpakken, lijkt een stap te ver (hoewel een griepvirus daar misschien anders over is).
Referentie: arxiv.org/abs/0909.1469 : Op weg naar kwantumsuperpositie van levende organismen