لم يكن التحدي الأكثر جنونًا الذي واجهته هو القفز بالمظلات. الإبحار في الأمازون على طوف محلي الصنع ؛ تحجيم جبل. قمة افرست؛ أو التنقيب عن القطع الأثرية على قمة تل في صحراء الشرق الأوسط ، بالقرب من منتصف النهار ، خلال ذروة الصيف.1 كان التحدي الأكثر جنونًا هو الدراسة احتمالية تأثير الظواهر الكمومية على الإدراك بشكل كبير.
يتفق معظم الفيزيائيين على أن الظواهر الكمومية ربما لا تؤثر على الإدراك بشكل كبير. يحدث الإدراك في الأنظمة البيولوجية ، التي تحتوي على درجات حرارة عالية والعديد من الجزيئات والمكونات المائية. مثل هذه الظروف تقضي على التشابك (علاقة يمكن للجسيمات الكمومية أن تشاركها ويمكن أن تنتج ارتباطات أقوى من أي علاقة يمكن إنتاجها بواسطة الجسيمات الكلاسيكية).
ومع ذلك ، ماثيو فيشر ، عالم فيزياء المادة المكثفة ، المقترح آلية يمكن من خلالها أن يؤدي التشابك إلى تعزيز إطلاق الخلايا العصبية المنسق. نوى الفوسفور لها دوران (خصائص كمومية مشابهة للزخم الزاوي) والتي قد تخزن المعلومات الكمومية لأوقات طويلة عندما تكون في جزيئات بوسنر. قد تحمي هذه الجزيئات المعلومات من فك الترابط (تسريب المعلومات الكمية إلى البيئة) ، عبر آليات وصفها فيشر.
لا يمكنني التحقق من صحة اقتراح فيشر ؛ أنا لست عالم كيمياء حيوية. لكني باحث في نظرية المعلومات الكمومية. لذا يمكنني تحديد كيف يمكن للفوسرز معالجة المعلومات الكمية إذا كان فيشر على صواب. لقد اضطلعت بهذه المهمة مع زميلتي إليزابيث كروسون ، خلال الدكتوراه.
بدأ التجريبيون في اختبار عناصر اقتراح فيشر. ماذا لو وجدوا ، بعد سنوات على الطريق ، أن الموجودين في الموائع الحيوية يحمون المعلومات الكمومية لفترات طويلة؟ سنحتاج إلى اختبار ما إذا كان بإمكان المتصفحين مشاركة التشابك. لكن اكتشاف التشابك يتطلب تحكمًا أدق مما يمكنك إجراؤه باستخدام قضيب التحريك. كيف يمكنك التحقق مما إذا كان كوب من الجسيمات يحتوي على تشابك؟
طرحت هذا السؤال على آدم بين واتس ، طالب دكتوراه في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا ، وجون رايت ، الذي كان حينها باحثًا في مرحلة ما بعد الدكتوراة في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا والآن أستاذًا مساعدًا في تكساس. أعطى جون مشروعنا اسمه الرمزي. في أحد الاجتماعات في أحد الأيام ، ذكر أنه شاهد الفيلم المنتقمون: نهاية اللعبة. هل رأيت ذلك؟ سأل.
لا ، أجبته. فيلم الأبطال الخارقين الوحيد الذي رأيته مؤخرًا كان النمل مان و Wasp- وذلك لأنه ، وفقًا للمستشار العلمي للفيلم ، انخرط الفيلم في البحث الذي أجريته.
قال جون هيا.
عمل سبيروس ميكالاكيس ، عالم الرياضيات في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا والمسؤول عن هذه المدونة ، كمستشار. خرج الفيلم أثناء دراستي لنيل درجة الدكتوراه. نصحني سبيروس خلال اجتماع لمجموعة بحثنا بمشاهدة الفيلم. قال: كان هناك شيء فيه "من أجلك". وأضاف وهو يتجه إلى إليزابيث: "وأنت". أطعت ، لسماع شخصية لورانس فيشبورن تخبر Ant-Man أن شخصية أخرى قد تشابكت مع جزيئات Posner في دماغ Ant-Man.2
أصر جون على استدعاء بحثنا مشروع Ant-Man.
يدرس جون وآدم اختبارات بيل. اختبار الجرس يبدو وكأنه وسيلة للتحقق مما إذا كان الطوق الذي ترتديه قطتك لا يزال يهتز. لكن الاختبار يرجع اسمه إلى جون ستيوارت بيل ، وهو فيزيائي إيرلندي شمالي كتب ورقة رائدة في عام 1964.
لنفترض أنك ترغب في التحقق مما إذا كان الجسيمان يشتركان في التشابك. يمكنك إجراء تجربة ، وصفها بيل ، عليها. تنتهي التجربة بقياس الجسيمات. تكرر هذه التجربة في العديد من التجارب ، باستخدام نسخ متطابقة من الجسيمات في تجارب لاحقة. تقوم بتجميع العديد من نتائج القياس ، والتي تحسب إحصائياتها. تقوم بتوصيل هذه الإحصائيات بصيغة ابتكرها بيل. إذا تجاوزت النتيجة بعض الأرقام التي حسبها بيل ، فإن الجسيمات تشترك في التشابك.
كنا بحاجة إلى تغيير في اختبار بيل. في تجربتنا ، ستشمل كل تجربة حشودًا من الجسيمات. لم يتمكن التجريبيون - وهم كائنات كلاسيكية كبيرة وخرقاء - من قياس الجسيمات بشكل فردي. يمكن للخبراء التجريبيين تسجيل الخصائص الإجمالية فقط ، مثل شدة الفسفرة المنبعثة من أنبوب الاختبار.
أعدنا أنا وآدم ، عالم الفيزياء في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا ، آرام هارو ، مثل هذا الاختبار بيل ، بمساعدة جون. مراجعة البدنية أ نشرت ورقتنا هذا الشهر—كخطاب واقتراح من المحرر ، يسعدني الإبلاغ.
بالنسبة للخبراء: كانت الحيلة هي جعل وظيفة ارتباط بيل غير خطية في الحالة. افترضنا أن الجسيمات تشترك في الغالب في ارتباطات زوجية ، على الرغم من أن عدم مساواة بيل لدينا يمكن أن تستوعب الانحرافات الصغيرة. للأسف ، لا أحد يستطيع أن يضمن أن الجسيمات تشترك فقط في الارتباطات الزوجية في الغالب. وبالتالي ، فإن انتهاك عدم المساواة في بيل لا يستبعد نظريات المتغيرات الخفية. في ظل الافتراضات المعقولة ، على الرغم من ذلك ، يمكن للمجرب غير المصاب بجنون العظمة التحقق من التشابك باستخدام اختبارنا.
يمكن للمرء إجراء اختبار الجرس العياني على الفوتونات ، باستخدام التكنولوجيا الحالية. لكننا أكثر حرصًا على استخدام الاختبار لوصف الكيانات الأقل شهرة. على سبيل المثال ، رسمنا تطبيقًا على جزيئات بوسنر. سيتطلب اكتشاف التشابك في الأنظمة الكيميائية مزيدًا من التفكير ، بالإضافة إلى العديد من المشكلات التي يواجهها التجريبيون. لكن ورقتنا تطرق البراميل - والتي آمل أن أراها تتدفق في اليوم التالي رجل النمل فيلم. نظرًا لظهوره لأول مرة في عام 2022 ، يحمل الفيلم العنوان الفرعي كمومانيا. يبدو الأمر جنونيًا تقريبًا مثل دراسة احتمالية تأثير الظواهر الكمومية على الإدراك.
1من بين هذه الخيارات ، قمت فقط بالخيار الأخير.
2في حالة حدوث أي ارتباك: لا نعلم أن دماغ أي شخص يحتوي على جزيئات بوسنر. يتميز الفيلم بخيال تأملي.
الخروج PrimeXBT
المصدر: https://quantumfrontiers.com/2021/02/28/project-ant-man/
