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自然科普:水熊虫成为首个完成量子纠缠的植物?

来源:BRIGHAM网 编辑:时尚 时间:2023-01-30 13:05:02

版权回原作者全部,科普如有侵权,水熊请接洽我们

水熊虫成为首个完成量子纠缠的虫成成量植物?

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一向以来,将生物体系和量子系同一路接头都不是为首物一件随便的事,由于它们所需要的个完似乎是正好相反的前提。生命是纠缠黄土高坎健身操复杂的,“又热又湿”;而量子物体又小又冷,科普需要被精准把持。水熊

但是虫成成量在一项新的研讨中,一个物理学家团队运用徐举植物(tardigrade),为首物也就是个完水熊虫,停止了一项量子纠缠实验。纠缠

有着地表最强生物称号的科普健身操减肚子水熊虫是一种微小的多细胞生物。

2019年,水熊当这些微妙的虫成成量微小生物曾不测埠坠落在月球上时,还激起了人们对月球外不雅能够是以遭到污染的担忧。

在地球上的实验室里,它们也已“介入”了多项迷信研讨,比如它们曾遭受过超高速的枪弹撞击,也曾沐浴在滚烫的热水中,暴露在剧烈的紫外线辐射下,生活在真空状况中……

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全部的这些极端前提,都是为了测试它们的一种被称为“tun”状况,这类状况是水熊虫的一种极限生活机制。

在这类状况下,廋身健身操它们会伸直成萎缩脱水的球状,新陈代谢水平可降低到正常状况的0.1%,无量期地暂停它们的生物功用。

而今,研讨人员已将他们的实验细节宣布到了预印网站arXiv上。在新论文中,他们称实验注解,水熊虫可以完成暂时的量子纠缠。

假设这一研讨最终能经由进程同业评断,那末这个实验将证明水熊虫是首个纠缠的活体植物。

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量子纠缠是量子力学中的一种奇异现象,它深刻发生在亚原籽粒子规范上。38步健身操

处于纠缠态的两个粒子会以某种方法秘密地“衔接”在一路,当一个粒子的属性发生变卦,另一个粒子也会以一样的方法瞬时发生变卦,即使它们一个位于地球,另一个身处迢远的银河系以外,这类接洽依然可以存在。

爱因斯坦曾对这类现象走漏表示困惑,并称之为“鬼怪般的超距感染”。

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不过,这类效应真实是可以超出亚原籽粒子范围的。在一篇于2018年揭橥在《物理通讯杂志》的研讨中,一个研讨团队就注解某种光和细菌可以也许与光子纠缠在一路。减腹部健身操

那末,作为一种多细胞生物的水熊虫,是不是也能停顿出这类奇异的接洽关系呢?

在新的研讨中,研讨人员团队从丹麦的一个屋顶排水沟处搜集了三只水熊虫,它们在静态状况下的大年夜小为0.2到0.34毫米之间,然则当研讨人员将它们冷冻,使它们进入“tun”状况后,其尺寸增添到了原本的1/3支配。

接着,研讨人员更进一步地解冻了这几只水熊虫,将它们冷却到特别很是接近尽对零度的温度(10mK),并将它们置于特别很是低的压强下。

在实验中,研讨人员将处于“tun”状况的水熊虫放在一个超导体电路的两个电容板之间,这类超导体电路可以构成一种量子比特。以下图中所示的那样,量子比特B与它临近的量子比特A是经由进程一个电容器耦合在一路的。

当水熊虫接触到量子比特B时,它会改动量子比特B的共振频率。

然后,水熊虫与量子比特B的结合集团,就会被耦合到量子比特A上,使这两一般系相互纠缠。

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两个量子比特的电路图和水熊虫(T)。| 图片参考:K.S.Lee et. al. / arXiv

在几回测试中,研讨人员发明,量子比特和水熊虫的频率都是串联变卦的,就像是一个由三局部构成的纠缠体系。

在三只水熊虫进入“tun”状况的420小时(17.5天)后,研讨人员对它们停止了热和的加热,试图让它们清醒。

效果是有一只水熊虫恢复了它的生动状况,别的两只则逝世往。研讨人员以为,这只独一的水熊虫幸存者,是汗青上首个量子纠缠植物。

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这一效果听起来无疑是令人快乐的。但是,这篇还没有经由同业评断的新研讨一经宣布,便收到了迷信界的很多批判和质疑声。

个中一种重要的争议就在于,实验中所不雅察到的耦合,无论在有或没有纠缠的状况下都可以被不雅测到。

支撑这类说法的物理学家以为,在一个量子比特上放置一个水熊虫实在其实能够会改动这个量子比特的频率,但这与两个纠缠在一路是不合的。

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实验所做到的只是把一个水熊虫放在了两个耦合量子比特中的一个的电容局部上,这时辰的水熊虫基本上就是解冻的水罢了,它在实验中就像是一个电介质,改动了它地点的一个量子比特的共振频率,称不上纠缠。

无论是把水熊虫放在这个由电路构成的量子比特旁边,照样把一粒尘埃放在它旁边,都可以发生相似的效果。

简而言之,批判者以为将水熊虫与一对量子比特纠缠在一路的说法是完全缺陷的,这个实验从任何意义上说,都没有让水熊虫与量子比特纠缠在一路。

水熊虫毕竟是不是是第一个完成了纠缠的活体植物,也许还有待迷信家的进一步商量。

从另一个角度来看,无论这些水熊虫是不是阅历了“鬼怪般的超距感染”,在被冷却到10mK后依然清醒的水熊虫向我们展现了,它们比我们之前以为的更经久,即使它们不是“量子的”,也已充沛微妙。

来源:事理(ID:principia1687)

作者:细雨



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