很多科學(xué)家認(rèn)為主要像糾纏量子效應(yīng),粒子相隔千里的神秘聯(lián)系他們的國家,不應(yīng)該為生物工作。但一份新的報告中說,它已經(jīng)在2016年,科學(xué)家已經(jīng)創(chuàng)造了一種薛定諤的貓——只有quantum-entangled細(xì)菌。

通常,我們描述量子物理學(xué)的一組規(guī)則支配的行為極其微小的事情:光粒子,原子和其他無限小對象。規(guī)模更大的世界,在細(xì)菌(這也是我們的規(guī)模——生活的混亂的領(lǐng)域)不應(yīng)該是接近,奇怪。

這就是物理學(xué)家歐文薛定諤想說當(dāng)他提出了他的著名的薛定諤的貓的思想實(shí)驗(yàn),科學(xué)美國人喬納森·奧卡拉漢指出。思想實(shí)驗(yàn),一只貓?jiān)诤凶永飼┞队诜派湫粤Ｗ?甚至腐爛的幾率。直到盒子被打開了,這只可憐的貓會在同一時間既死又活,這似乎很明顯荒謬的薛定諤。有一些關(guān)于量子世界,我們似乎沒有意義。

但是科學(xué)家不同意普通之間的邊界和量子世界的謊言——或者如果它甚至存在。Chiara Marletto牛津大學(xué)的物理學(xué)家,在最近的一篇論文的合著者,10月10日發(fā)表在《物理通信,說,沒有理由認(rèn)為量子效應(yīng)的大小有限制。

“我感興趣的研究量子規(guī)則停止應(yīng)用的邊界,”她告訴生活科學(xué)。“有些人說,量子理論并不是一個普遍的理論,所以它并不適用于宇宙中任何對象,但實(shí)際上會分解。我的興趣是證明實(shí)際上,事實(shí)并非如此。”

為此,Marletto和她的同事回去,看著在2017年發(fā)表的一篇論文在《小,顯示一些有限的量子效應(yīng)在細(xì)菌。他們建立了一個理論模型可能有真正在謝菲爾德大學(xué)實(shí)驗(yàn),表明這些細(xì)菌可能,事實(shí)上,成為糾纏與光粒子。

這是為什么這樣一個激進(jìn)的觀點(diǎn):

看看自己,再看看你身邊的人。你物理上獨(dú)立的人,對吧?

但量子力學(xué)告訴我們,不一定是這樣。粒子或粒子的集合,可以成為彼此緊密相連,“糾纏”,這樣他們的波形是交織在一起的。粒子可以被理解和描述也沒有描述。和測量一個粒子的物理特征波形的粒子“崩潰”。單獨(dú)的粒子數(shù)千英里,你仍然可以瞬間學(xué)習(xí)其中的物理狀態(tài)只通過測量另一個。

根據(jù)目前的量子理論,這是沒有限制的效果。適用于一個質(zhì)子應(yīng)該為大象工作。但在實(shí)踐中,更大的系統(tǒng)更難以糾纏?？茖W(xué)家們爭論是否太復(fù)雜,干擾生物。你努力纏繞兩頭大象出于同樣的原因,你會努力教那些大象做雙人花樣滑冰在奧運(yùn)級別:沒有特定的自然定律說這是不可能的,但大多數(shù)人會同意這是不可能的。

然而,在2017年,一組研究人員在英國謝菲爾德大學(xué)說他們已經(jīng)創(chuàng)建了一個所謂的量子狀態(tài)耦合光合細(xì)菌。他們把幾百細(xì)菌在一個小小的,反映房間,反射的光。(基于迷你的長度的房間,只有一個特定波長的光堅(jiān)持隨著時間的推移,稱為共振頻率)。隨著時間的推移,六的細(xì)菌似乎發(fā)展有限的光量子連接。所以小房間內(nèi)的共振頻率的光似乎與頻率同步的電子跳的位置在細(xì)菌的光合作用的分子。(更多關(guān)于這種效果,看看這個鏈接。)

Marletto說她的模型顯示這種影響可能不僅僅涉及量子耦合?？赡苡幸恍┥踔帘饶切┬缕鎸?shí)驗(yàn)描述,她說

她和她的同事們發(fā)現(xiàn),細(xì)菌可能與光糾纏不清。這意味著方程用于定義每個波形——光和細(xì)菌——成為一個方程。也沒有其他的可以解決的。(根據(jù)量子力學(xué),所有對象都可以被描述為粒子和波,但實(shí)際上,在“大”的物品,例如細(xì)菌、波形是不可能看到或測量。)

就像薛定諤的貓?jiān)谝粋€盒子里,整個系統(tǒng)似乎存在于一個不確定的下層社會:光粒子似乎同時擊中,錯過了細(xì)菌。

這并不證明細(xì)菌和光線肯定糾纏,但是還有其他可能的解釋,包括經(jīng)典物理學(xué),和那些尚未排除,她說。

“什么是失蹤在這個實(shí)驗(yàn)中是能夠確認(rèn)糾纏在一個更深的方式,”她說。

量子實(shí)驗(yàn)通常涉及測量物理特征的糾纏粒子來找出這些特征是否影響另一個粒子。在這種情況下,這將意味著測量身體特征的細(xì)菌與光的物理特性。在這個實(shí)驗(yàn)中是不可能的,但Marletto說實(shí)驗(yàn)已經(jīng)被設(shè)計(jì),可以證明真正的糾纏。

更有趣的是,她說,是細(xì)菌是否使用的問題糾纏在一些對他們有用的的方式,雖然回答這個問題需要更多的試驗(yàn)工作。