Üstlendiğim en çılgın mücadele paraşütle atlama olmadı; Amazon'da ev yapımı bir sal üzerinde yelken açmak; ölçekleme Mt. Everest; ya da Orta Doğu çöllerinde bir tepenin tepesinde, yüksek yaz aylarında öğlene yakın bir eser için kazı yapmak.1 En çılgın zorluk çalışmak oldu kuantum fenomenlerinin bilişi önemli ölçüde etkileme olasılığı.
Çoğu fizikçi, kuantum fenomeninin muhtemelen bilişi önemli ölçüde etkilemediği konusunda hemfikirdir. Biliş, yüksek sıcaklıklara, birçok parçacığa ve sulu bileşenlere sahip biyolojik sistemlerde gerçekleşir. Bu tür koşullar, dolanıklığı bastırır (kuantum parçacıklarının paylaşabileceği ve klasik parçacıklar tarafından üretilebilenlerden daha güçlü bağıntılar oluşturabilen bir ilişki).
Yine de yoğun madde fizikçisi Matthew Fisher, önerilen Dolaşmanın koordineli nöron ateşlemesini artırabileceği bir mekanizma. Fosfor çekirdeklerinin dönüşleri vardır (açısal momentuma benzer kuantum özellikleri) Posner molekülleri. Bu moleküller, Fisher'ın tarif ettiği mekanizmalar yoluyla bilgileri tutarsızlıktan (kuantum bilgisini çevreye sızdırmaktan) koruyabilir.
Fisher'ın teklifinin ne kadar doğru olduğunu kontrol edemiyorum; Ben biyokimyacı değilim. Ama ben bir kuantum bilgi kuramcısıyım. Böylece, Fisher haklıysa, Posners'ın kuantum bilgisini nasıl işleyebileceğini belirleyebilirim. Bu görevi üstlendim meslektaşım Elizabeth Crosson ile doktora sırasında.
Deneyciler, Fisher'in önerisinin unsurlarını test etmeye başladılar. Ya yıllar sonra, Posners'ın biyoakışkanlarda var olduğunu bulurlar ve kuantum bilgisini uzun süre korurlarsa? Posners'ın karışıklığı paylaşıp paylaşamayacağını test etmemiz gerekecek. Ancak, dolaşmayı tespit etmek, bir karıştırma çubuğuyla uygulayabileceğinizden daha iyi bir kontrol gerektirme eğilimindedir. Bir beher dolusu parçacığın dolanma içerip içermediğini nasıl kontrol edebilirsiniz?
Bu soruyu, MIT'de doktora öğrencisi Adam Bene Watts ve daha sonra MIT doktora sonrası doktoru ve şimdi de Teksas'ta yardımcı doçent olan John Wright'a sordum. John projemize kod adını verdi. Bir gün bir toplantıda filmi izlediğini bildirdi. Yenilmezler: Endgame. Onu görmüş müydüm? O sordu.
Hayır, cevapladım. Son zamanlarda gördüğüm tek süper kahraman filmi Karınca Adam ve Wasp- ve bunun sebebi, filmin bilimsel danışmanına göre, film benim araştırmalarımdan kaynaklanıyordu.
Devam et, dedi John.
Bu blogdan sorumlu Caltech matematikçisi Spiros Michalakis danışman olarak görev yaptı. Film doktoram sırasında çıktı; Araştırma grubumuzun bir toplantısında Spiros filmi izlememi tavsiye etti. İçinde "senin için" bir şey vardı, dedi. Ve sen, diye ekledi Elizabeth'e dönerek. Laurence Fishburne'un karakterinin Ant-Man'e, Ant-Man'in beynindeki Posner molekülleriyle başka bir karakterin dolaştığını söylediğini duymak için itaat ettim.2
John araştırmamızı aramakta ısrar etti Ant-Man Projesi.
John ve Adam, Bell testlerini inceler. Bell testi kedinizin taktığı tasmanın hala şıngırdayıp çalmadığını kontrol etmenin bir yolu gibi geliyor. Ancak test, adını yazan Kuzey İrlandalı fizikçi John Stewart Bell'e borçludur. 1964'te çığır açan bir kağıt.
Diyelim ki iki parçacığın dolanıklığı paylaşıp paylaşmadığını kontrol etmek istiyorsunuz. Bunlar üzerinde Bell tarafından tanımlanan bir deney çalıştırabilirsiniz. Deney, parçacıkların ölçümü ile sona erer. Sonraki denemelerde parçacıkların özdeş kopyalarını kullanarak bu deneyi birçok denemede tekrarlıyorsunuz. İstatistiklerini hesapladığınız birçok ölçüm sonucunu biriktirirsiniz. Bu istatistikleri Bell tarafından oluşturulan bir formüle koyarsınız. Sonuç, Bell'in hesapladığı bir sayıyı aşarsa, parçacıklar dolanıklığı paylaşır.
Bell'in testinde bir varyasyona ihtiyacımız vardı. Deneyimizde, her deneme parçacık ordularını içerecekti. Deneyciler - büyük, beceriksiz, klasik varlıklar - parçacıkları tek tek ölçemiyorlardı. Deneyciler, bir test tüpü tarafından yayılan fosforesansın yoğunluğu gibi yalnızca toplam özellikleri kaydedebildiler.
Adam, MIT fizikçisi Aram Harrow ve ben John'un yardımıyla böyle bir Bell testi yaptık. Fiziksel İnceleme A bu ay makalemizi yayınladı—Bir Mektup ve Editörün Önerisi olarak, rapor etmekten mutluluk duyuyorum.
Uzmanlar için: İşin püf noktası, Bell korelasyon işlevini durumda doğrusal olmayan yapmaktı. Bell eşitsizliğimiz küçük sapmaları barındırabilirse de, parçacıkların çoğunlukla ikili korelasyonları paylaştığını varsaydık. Ne yazık ki, hiç kimse parçacıkların yalnızca çoğunlukla ikili korelasyonları paylaştığını garanti edemez. Bell eşitsizliğimizi ihlal etmek bu nedenle gizli değişken teorilerini ortadan kaldırmaz. Yine de makul varsayımlar altında, tamamen paranoyak olmayan bir deneyci, testimizi kullanarak dolanıklığı kontrol edebilir.
Makroskopik Bell testimiz günümüz teknolojisini kullanarak fotonlar üzerinde çalıştırılabilir. Ancak, daha az bilinen varlıkları karakterize etmek için testi kullanmaya daha istekliyiz. Örneğin, Posner moleküllerine bir uygulama çizdik. Kimyasal sistemlerde dolanıklığı saptamak, daha fazla düşünmeyi ve deneyciler için birçok baş ağrısını gerektirecektir. Ama kağıdımız fıçıları açıyor - ki bunu bir sonraki bölümde görmeyi umuyorum Ant-Man film. 2022'de gösterime girecek olan filmin altyazısı var. kuantum çılgınlığı. Kuantum fenomenlerinin bilişi etkileme olasılığını incelemek kadar çılgınca geliyor.
1Bu seçeneklerden sadece sonuncusunu üstlendim.
2Herhangi bir karışıklık durumunda: Hiç kimsenin beyninde Posner molekülleri olduğunu bilmiyoruz. Film spekülatif kurgu içeriyor.
Ödeme PrimeXBT
Kaynak: https://quantumfrontiers.com/2021/02/28/project-ant-man/
