Американские физики объявили о своем плане поместить живой организм в два состояния одновременно — чтобы продемонстрировать применимость квантовой механики к биологии. Опыт анонсирован в журнале препринтов arXiv, а коротко о нем сообщает The Guardian.
Ученые хотят поместить обычный микроб в состояние неопределенности, аналогичное тому, что испытывал кот в знаменитом мысленном эксперименте Эрвина Шредингера. Авторы статьи оговариваются, что не собираются подчинить столь крупный объект законам квантовой механики — речь идет лишь о расположении его в двух местах одновременно.
«Во многих сказках феи находятся одновременно в нескольких местах. У нас будет то же самое, только вместо феи — микроб», — заявил Тункан Ли (Tongcang Li) из Университета Пердью (штат Индиана).
Исследователи собираются оттолкнуться от опыта сотрудников Университета штата Колорадо в Боулдере: в 2013 году те показали, что миниатюрный механический осциллятор из алюминия можно поместить в состояние суперпозиции. Тункан Ли хочет поместить на верхнюю поверхность этого маятника микроб: когда мембрана придет в состояние суперпозиции, то же случится и с бактерией, утверждает ученый.
Во втором эксперименте физики собираются пойти еще дальше: планируется однозначно определять центр масс микроорганизма по положению неспаренного электрона в радикале молекулы глицина (самой легкой аминокислоты в живых существах). Переход молекулы в состояние суперпозиции будет отслеживаться с помощью магниторезонансного силового микроскопа.
Тункан Ли надеется на помощь ведущих лабораторий мира, специализирующихся в квантовой электротехнике. При поддержке с их стороны ученый собирается поместить микроба в состояние суперпозиции уже через три года.
Александр Львовский, руководитель научной группы Российского квантового центра объяснил «Ленте.ру», в чем важность данного эксперимента. Дело в том, что он позволяет понять: «Носят ли законы квантовой механики универсальный характер или же существует некий уровень макроскопичности, при котором они уступают место классическим законам? Для его решения нужно пытаться приготавливать всё более крупные, макроскопические объекты в состояниях суперпозиции и измерять, сохраняют ли они свои квантовые свойства».
Объекты квантовых систем в отличие от макрообъектов могут одновременно находиться в двух различных состояниях (это свойство получило название суперпозиции). Например, спин атома может «указывать» одновременно «вверх» и «вниз». Суперпозиция сохраняется до тех пор, пока не будет проведено измерение. В момент, когда ученый измеряет состояние квантовой системы, она переходит в одно из двух состояний. До сих пор самыми крупными объектами, для которых была показана суперпозиция, являлись молекулы.