Grupa naukowców, w składzie której znalazł się badacz z Uniwersytetu Gdańskiego, ogłosiła, że w swoich eksperymentach splątała kwantowo niesporczaka, nazwanego pieszczotliwie Neil Wormstrong. Zwierzęta te słyną ze swojej niezwykłej wytrzymałości i potrafią przetrwać w najbardziej niegościnnych warunkach, dlatego naukowcy nie byli specjalnie zaskoczeni faktem, że Wormstrong przeżył eksperymenty. Jednak niektórzy eksperci kwestionują twierdzenia międzynarodowego zespołu badaczy wskazując, że przeprowadzone doświadczenia niekoniecznie były splątaniem kwantowym.
Zespół naukowców m.in. z Singapuru przy udziale Polaka dr. hab. Tomasza Paterka, profesora z Uniwersytetu Gdańskiego, pochwalił się, że po raz pierwszy w historii udało się stworzyć kwantowe splątanie przy udziale organizmu, który powrócił potem do życia - niesporczaka, nazwanego przez jednego ze studentów Neilem Wormstrongiem. Wyniki badań nie zostały jeszcze opublikowane w recenzowanym czasopiśmie naukowym. Obecnie można się z nimi zapoznać w bazie preprintów na portalu arxiv.
Twierdzenia międzynarodowego zespołu rozpaliły dyskusję w środowisku naukowym, czy rzeczywiście do dziwnego świata zjawisk kwantowych udało się wrzucić na chwilkę całe zwierzę.
- Nie spieszyłbym się na razie z mówieniem o niesporczaku Schrödingera - studzi emocje fizyk kwantowy prof. Jacek Szczytko z Uniwersytetu Warszawskiego. A to tylko jeden z głosów krytycznych wobec tej publikacji.
Tym, co nie jest kwestią sporną, jest to, że niesporczaki w nowym eksperymencie pobiły rekord wytrzymałości. A że są one wytrzymałe, wiadomo od dawna. Niesporczaki - maleńkie bezkręgowce wodne (kolejka stu niesporczaków ustawionych jeden za drugim zajęłaby odcinek mierzący między 1 mm a 10 cm) są w stanie przeżyć w warunkach zbliżonych do próżni. W temperaturach bliskich zera absolutnego. W temperaturze 160 stopni Celsjusza. W wysokim ciśnieniu głębin wodnych. Przez 30 lat bez jedzenia.
Niesporczaki zawdzięczają te supermoce swojej możliwości przejścia w stan, gdzie ich metabolizm niemal całkowicie ustaje. Kiedy zaś warunki znów stają się korzystne, niesporczaki z powrotem budzą się do życia.
W nowym eksperymencie fizycy postanowili sprawdzić, czy te zwierzęta wytrzymają 2,5 tygodnia w próżni i temperaturze 10 milikelwinów (to zaledwie jedna setna stopnia C powyżej najniższej możliwej temperatury). Tak długo w tak mroźnych warunkach jeszcze żaden niesporczak wcześniej nie przetrwał. I tu - uważają fizycy - padł nowy rekord. - Jednemu z niesporczaków się to udało - mamy nagranie, jak wybudzony po eksperymencie pływa sobie w wodzie - podsumowuje prof. Paterek.
Schłodzenie niesporczaka do temperatur tak niskich, że nie występują one naturalnie w znanym Wszechświecie, było potrzebne, aby sprawdzić, czy zwierzęta te będą w stanie przeżyć splątanie kwantowe.
- W tym eksperymencie na niesporczakach chcieliśmy studiować, jak materia w jakimś sensie żywa oddziałuje z materią kwantową - mówi prof. Paterek.
Zjawiska kwantowe - a więc w swojej naturze inne, niż te obserwowane w świecie makroskopowym - najłatwiej obserwować w temperaturach bliskich zera absolutnego i próżni. W takich warunkach jest bowiem na tyle spokojnie, że kwantowe szaleństwa łatwiej dostrzec. Im zaś cieplej, tym większe ryzyko, że jakieś fotony promieniowania cieplnego zbombardują eksperyment i wprowadzą chaos maskujący kwantowość.
Niesporczaki, którym takie bliskie zera absolutnego warunki nie są straszne, były więc naturalnym kandydatem do tych badań.
Badacze pod kierunkiem R. Dumkego z Politechniki Nanyang w Singapurze przygotowali układ - piszą o nim jako o kubicie, kwantowym bicie, w którym dochodzić może do powstawania tzw. superpozycji stanów o różnych energiach.
Prof. Paterek opisuje, że układ można przygotować tak, by miał tylko jedną z dwóch konkretnych wartości energii. Jeśli układ oddziałuje z mikrofalami przez określony czas - przeskoczy on na wyższy poziom energii. A jeśli świeci się przez połowę tego czasu - nigdy nie wiadomo, co się stanie. Ponieważ jednak to świat kwantów, to zamiast przyjąć jeden lub drugi stan, układ znajdzie się w superpozycji tych dwóch stanów o różnych energiach. Czyli gdzieś w przestrzeni pomiędzy tymi energiami. Ta superpozycja znika dopiero w momencie pomiaru. To wtedy układ wraca ze świata kwantowego do świata fizyki klasycznej i przyjmuje którąś z dwóch wartości.
I właśnie na jednym z takich kubitów, po którym kwantowo szaleją sobie ładunki, umieszczono niesporczaka tak, że zmieniał on parametry układu.
W eksperymencie nie mierzono w ogóle, co się dzieje z niesporczakiem, ale potraktowano urządzenie wraz z położonym na nim zwierzęciem jako jeden układ. Elementem doświadczenia był też umieszczony poniżej drugi kubit. Górny kubit z niesporczakiem - opowiada prof. Paterek - został splątany sekwencją impulsów z dolnym kubitem.
W kolejnym kroku wykonano tomografię, jak wygląda stan wyjściowy układu kubit z niesporczakiem i dolny kubit. Trwało to 2,5 tygodnia.
W ocenie autorów w czasie doświadczenia doszło do superpozycji, a został w nią włączony niesporczak. Parametry układu z niesporczakiem zmieniały się zgodnie z symulacjami, które wcześniej przeprowadzono - twierdzą autorzy pracy.
W tytule swojej pracy badacze interpretują, że doszło do splątania kwantowego niesporczaka i kubitów.
Prof. Jacek Szczytko z UW jest nieco mniej optymistyczny w interpretacjach. Z publikacji wynika - w jego ocenie – że niesporczak, w którego skład wchodzi woda i różne białka - działał tak, jak dielektryk położony na złączach. - Niesporczak może i był pasażerem w tym eksperymencie i zmieniał częstotliwości rezonansowe w tym układzie, ale raczej nie powiedziałbym, że był w stanie splątanym - analizuje opis doświadczenia prof. Szczytko.
W jego opinii przedstawiona w pracy symulacja zjawisk fizycznych, jakie miałyby zachodzić w niesporczaku podczas splątania, też pozostawia wiele do życzenia. - Cała skomplikowana biochemia tego zwierzęcia została w pracy sprowadzona do tego, że zwierzę składa się z wielu małych dipoli - uważa fizyk. Tymczasem w jego ocenie, aby opisać splątanie kwantowe, układ musi być bardzo precyzyjnie zdefiniowany.
Fizyk z UW podsumowuje, że choć praca niekoniecznie jest przełomowa, to jest jednak na tyle ciekawa, że skłania do wielu przemyśleń dotyczących życia, śmierci i fizyki kwantowej.
No bo czy schłodzony do niemal zera absolutnego niesporczak jest żywy czy nie? Jak się może przejawiać splątanie kwantowe w żywych organizmach? Co widziałby lub czuł niesporczak podczas tego eksperymentu - gdyby był zdolny do obserwacji? I czy jego obserwacje zmieniłyby wyniki eksperymentu?
Źródło: www.naukawpolsce.pap.pl, Ludwika Tomala
