Το βακτήριο του Σρέντιγκερ (Schrödinger)

Posted on 18/09/2015

0


Φυσικοί σχεδιάζουν να εφαρμόσουν όλα τα περίεργα της κβαντικής φυσικής  – υπέρθεση, σύμπλεξη(entanglement) και τηλεμεταφορά σε έναν ζωντανό οργανισμό με την χρήση ενός ηλεκτρομηχανικού ταλαντωτή. 

Στο διάσημο πείραμα σκέψης του Schrödinger (διαβάστε σχετικά: Το παράδοξο της γάτας του Schrödinger), ένας γάτος βρίσκεται σε μια υπέρθεση δυο διαφορετικών καταστάσεων – σύμφωνα με τις αρχές της κβαντικής φυσικής είναι και ζωντανός και νεκρός!cat1gatosΤώρα έρχονται οι φυσικοί Tongcang Li και Zhang-Qi Yin να υλοποιήσουν το πείραμα, όχι με γάτο αλλά με κάτι πιο μικροσκοπικό. Προτείνουν μια μέθοδο δημιουργίας κβαντικής κατάστασης υπέρθεσης σε έναν ζωντανό μικροοργανισμό τοποθετώντας ένα βακτήριο ή μικρόβιο σε έναν ηλεκτρομηχανικό ταλαντωτή.

Οι δυο φυσικοί θα πειραματιστούν με έναν ζωντανό οργανισμό θέτοντάς τον ταυτόχρονα σε δυο μέρη, σε μια εντυπωσιακή επίδειξη της κβαντικής θεωρίας. Ενώ ο γάτος στο πείραμα σκέψης του Schrödinger είναι και ζωντανός και νεκρός, ο μικροοργανισμός των Tongcang Li και Zhang-Qi Yin θα βρίσκεται σε δυο θέσεις ταυτόχρονα.

Σύμφωνα με τον Tongcang Li, «σε πολλά παραμύθια μια νεράιδα καταφέρνει να βρίσκεται σε δυο διαφορετικές τοποθεσίες ή να αλλάζει θέση ακαριαία. Έτσι και στο σχεδιαζόμενο πείραμα. Μόνο που αντί για νεράιδα θα έχουμε ένα βακτήριο.»

Πρόκειται για το πρώτο πείραμα που θα θέσει έναν ζωντανό οργανισμό σε μια κατάσταση υπέρθεσης.

Οι ερευνητές θα αξιοποιήσουν το επίτευγμα συναδέλφων τους από το πανεπιστήμιο του Colorado που παρουσίασαν το 2013 [«Entangling Mechanical Motion with Microwave Fields«, T. A. Palomaki, J. D. Teufe, R. W. Simmonds3, K. W. Lehnert], όπου μια μεμβράνη αλουμινίου διαμέτρου 15 εκατομμυριοστών του μέτρου τέθηκε σε μια υπέρθεση καταστάσεων.  Σχεδιάζουν να τοποθετήσουν απλά έναν μικροοργανισμό πάνω στην μεμβράνη αλουμινίου ώστε να βρεθεί σε μια υπέρθεση καταστάσεων, δεδομένου ότι η μεμβράνη θα βρίσκεται επίσης σε υπέρθεση καταστάσεων.quantumΟι ερευνητές σχεδιάζουν να πάνε και ένα βήμα παραπέρα με ένα δεύτερο πείραμα όπου θα επιχειρήσουν την σύμπλεξη της θέσης του κέντρου μάζας του μικροβίου με το σπιν ενός ηλεκτρονίου μέσα σ’ αυτό. Σκοπός του δεύτερου πειράματος είναι να κάνει το σύστημα χρήσιμο. Θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για την ανίχνευση ελαττωμάτων του DNA και των πρωτεϊνών σε ένα  μικρόβιο και την απεικόνιση του μικροβίου με τη μοναδική ευαισθησία του σπιν των ηλεκτρονίων.

Ο Tongcang Li πιστεύει πως αν συνεργαστούν για το συγκεκριμένο πείραμα οι κορυφαίοι πειραματιστές της κβαντικής ηλεκτρομηχανικής, τότε θα μπορούσε ένας μικροοργανισμός να τεθεί σε υπέρθεση δυο διαφορετικών καταστάσεων μέσα στα επόμενα τρία χρόνια.

πηγές: http://arxiv.org/pdf/1509.03763v1.pdf – theguardian.com