Před Vánocemi jsem na Live Science narazil na článek, který je věnován želvuškám v souvislosti s kvantovou fyzikou. O želvuškách jsem už tady několikrát psal, naposledy pod názvem Miniaturní nezničitelné želvušky nám odhalí, jak přežít v extrémních podmínkách vesmíru, který též pochází z Live Science. Následující text je tak trochu poupravený a zkomprimovaný překlad zmíněného článku, který se v originále jmenuje Frozen tardigrade becomes first "quantum entangled' animal in history, researchers claim.
Lucifer
Želvušky – tyto mikroskopické potvůrky s baculatým tělem – byly v zájmu vědy podrobeny nejrůznějším zkouškám. Tito úžasně odolní tvorové byli vystřelováni ze zbraní, koupáni ve vroucí vodě, vystaveni intenzivnímu ultrafialovému záření a dokonce (omylem) přistáli na Měsíci, aby se otestovaly hranice jejich působivého "tunového" stavu – mechanismu přežití, při němž se želvušky stočí do smrštěných, dehydratovaných koulí a pozastaví své biologické funkce na neurčito, aby vydrželi extrémní podmínky prostředí.
Nyní vědci vystavili želvušky nejnižším teplotám a nejvyšším tlakům, jaké kdy mechová prasátka přežila – nejen proto, aby otestovali biologické limity těchto živočichů, ale také proto, aby zjistili, zda lze zmrzlou želvušku začlenit do dvou kvantově provázaných elektrických obvodů a později ji oživit do normálního aktivního stavu.
Výsledky uvedené v novém článku publikovaném v preprintové databázi arXiv naznačují, že ano – vědci možná budou schopni přidat "dočasné kvantové provázání" k rostoucímu seznamu úspěchů tardigrada. První reakce na článek však s tímto zjištěním nesouhlasí. Pokud výsledky nakonec projdou odborným hodnocením, bude tento experiment představovat první případ kvantového provázání živého živočicha, což je bizarní jev, který se obvykle týká pouze nejmenších subatomárních částic.
Fenomén kvantového provázání je tak zvláštní, že o něm pochyboval i Albert Einstein, který tento proces proslavil přezdívkou "strašidelné působení na dálku". V podstatě se jedná o efekt, kdy se dvě maličké subatomární částice vzájemně propojí tak, že změna spinu nebo hybnosti jedné částice okamžitě změní stejným způsobem i druhou částici – a to i v případě, že jsou obě částice od sebe vzdáleny neuvěřitelně velkou vzdáleností.
Tento efekt může být schopen přesáhnout subatomární oblast, jak se vědci pokusili dokázat v článku z roku 2018 v časopise Journal of Physics Communications. Tento tým zjistil, že určité fotosyntetické bakterie jsou schopny se zaplést s fotony světla, když se rezonanční frekvence světla v zrcadlové místnosti nakonec synchronizuje s frekvencí elektronů ve fotosyntetických molekulách bakterií, uvedl dříve časopis Live Science.
Autoři nového článku na arXiv se rozhodli vyzkoušet, zda by takový vztah mohl vyvinout i mnohobuněčný organismus, jako je želvuška. Při svém experimentu tým odebral tři želvušky ze střešního žlabu v Dánsku. V oživeném stavu měřili želvušky 0.2 až 0.45 milimetru – poté, co je vědci zmrazili a poslali do stavu tunelu, se však zvířata zmenšila asi na třetinu této velikosti. Poté tým želvušky ještě více zmrazil a ochladil je na zlomek stupně nad absolutní nulu, což je nejnižší teplota, které byla kdy želvuška vystavena a přežila.
Tým umístil každou zmraženou želvušku mezi dvě desky kondenzátoru supravodivého obvodu, který tvořil kvantový bit neboli "qubit" – jednotku informace používanou v kvantových počítačích. Když se želvuška dostala do kontaktu s qubitem (pojmenovaným Qubit B), posunul rezonanční frekvenci qubitu. Tento želvuška-qubit-hybrid byl poté spojen s druhým nedalekým obvodem (Qubit A), takže se oba qubity propletly. Během několika následujících testů vědci zjistili, že frekvence obou qubitů a želvušky se mění společně, což připomíná trojčlenný provázaný systém.
Sedmnáct dní poté, co se želvušky dostaly do stavu tunelu, je vědci jemně zahřáli ve snaze je oživit. Jedna z želvušek se vrátila do živého stavu, zatímco zbylé dvě zemřely. Tento přeživší se fakticky stal prvním kvantově provázaným živočichem v historii, tvrdí vědci.
„Ačkoli by se daly podobné fyzikální výsledky očekávat od neživých objektů s podobným složením jako želvuška, zdůrazňujeme, že provázanost byla pozorována u celého organismu, který si po experimentu zachoval svou biologickou funkčnost,“ uzavřel tým ve svém článku. „Zároveň želvuška přežila nejextrémnější a nejdelší podmínky, jakým kdy byla vystavena.“
Přestože článek ještě nebyl recenzován, první reakce vědecké komunity byly kritické. Douglas Natelson, vedoucí katedry fyziky a astronomie na Riceově univerzitě v Texasu, na svém blogu napsal, že experiment „nepropojil želvušku s qubitem žádným smysluplným způsobem“. A podobně se vyjádřili i další vědci a odorníci. Například vědecký spisovatel a bývalý fyzik Ben Brubaker napsal na Twitteru: „Qubit je elektrický obvod a položení želvušky vedle něj jej ovlivňuje prostřednictvím zákonů elektromagnetismu, které známe již více než 150 let. Kdybychom vedle qubitu položili smítko prachu, mělo by to podobný účinek.“
Skromný Luciferův komentář: Nejsem sice želvuška ani kvantová částice, ale onu provázanost občas silně pociťuji.
27.12.2021, 00:52:04 Publikoval Luciferkomentářů: 4