[과학에세이] Bacterias cuánticas: noticias internacionales.

Perséfone, secuestrada por Hades, el dios de la muerte, espera a su madre sin nada que comer, y sin saberlo acepta y come una granada que le ofrece Hades. Sin embargo, dado que comieron del inframundo, viven una vida que va y viene entre este mundo y el siguiente. Por lo tanto, la diosa madre Deméter llena el mundo de brotes vivos y abundante grano mientras Perséfone regresa a este mundo y permanece allí.

Aunque Perséfone cruza entre este mundo y el inframundo, no puede existir en ambos mundos al mismo tiempo. De manera similar, Billy se enfrenta a la extraña conclusión de la física cuántica de que los estados de alta y baja energía pueden existir al mismo tiempo con una probabilidad de 50:50, como un fantasma que ha tenido una vida en este mundo y en otro. al sentido común como la vida de su gato. quise En otras palabras, aunque un dispositivo que conecta átomos y gatos puede actuar selectivamente según el estado de energía de los átomos y determinar la vida o muerte de un gato, es difícil aceptar como un hecho científico a un gato cuya vida y muerte se conoce.

Sin embargo, en los átomos, la física cuántica está claramente en funcionamiento. Los átomos existen en dos estados de energía simultáneamente, y en «superposición», un estado en el que dos ondas se superponen, las computadoras cuánticas pueden existir simultáneamente en dos estados de energía a menos que se elija un estado específico debido a un proceso de «medición». principio de El problema es que los gatos, a diferencia de los átomos, no son sistemas cuánticos que puedan existir en dos estados simultáneamente. En otras palabras, el gato no está en un estado de ‘superposición’ donde la vida y la muerte coexisten de forma independiente, y no afecta el estado de los átomos. Un gato en una caja es solo un indicador que puede medir el estado de un átomo.

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¿Qué pasaría si, en lugar de gatos, usáramos criaturas tan pequeñas en el mundo que la física cuántica podría funcionar? Por ejemplo, bacterias de cientos de nanómetros de tamaño. Algunas bacterias que viven de la fotosíntesis consumen un solo fotón, el estado cuántico de la luz, y entran en un estado «excitado» de alta energía. Sin embargo, si invierte los ‘fotones’ antes de que la energía en el estado ‘excitado’ se convierta en bioenergía, puede volver al estado de baja energía de ‘letargo’. Como un gato con la ‘vida’ y la ‘muerte’ entrelazadas, ¿las bacterias se encuentran en un estado cuántico donde la ‘excitación’ y el ‘letargo’ existen simultáneamente?

La luz puede actuar como un átomo en una caja y como un dispositivo asesino al mismo tiempo. El dispositivo para matar en la caja solo afecta al gato, pero la luz y las bacterias interactúan. Además, la asociación entre la luz y las bacterias se fortalece aún más al cubrir las paredes de la caja con espejos altamente reflectantes. Dado que el nivel de energía de los fotones del mismo color se diferencia por el número de fotones, si una bacteria emite un fotón, la sala del espejo pasará de un estado de N fotones a un estado de energía relativamente alta que contiene N+. 1 fotón. Por otro lado, las bacterias que absorben un fotón en la cámara del espejo se excitan desde un estado ‘letárgico’ a un estado ‘excitado’ de alta energía. En otras palabras, mientras las bacterias alternan entre la ‘excitación’ y la ‘inactividad’ gracias a la alta reflectividad de la pared del espejo, la luz repite la ‘desaparición’ y el ‘nacimiento’ de un fotón adicional. Como resultado, se forman dos nuevos estados ‘enredados’ en los que el estado de ‘N bacterias excitadas por fotones’ y el estado de ‘N+1 bacterias leárgicas por fotones’ se ‘superponen’ de una manera reforzante y canceladora. Un valor significativamente diferente al de las bacterias o fotones anteriores. ¡Sorprendentemente, un estado cuántico en el que la luz y las bacterias se mezclan por separado como mitad hombre y mitad animal ha sido confirmado recientemente en un experimento a temperatura ambiente!

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¿Qué se siente cuando las bacterias ‘fervientes’ y ‘perezosas’ viven una al lado de la otra? Para un observador humano, la vida bacteriana se observa como si los universos paralelos estocásticos se estuvieran desarrollando simultáneamente, pero las bacterias solo pueden experimentar una de dos situaciones. ¿Qué pasaría si una bacteria pudiera reconocer su estado ‘excitado’ y comunicar esta información a un observador humano? ¡En ese momento todas las ilusiones de ‘superposición’ y ‘confusión’ desaparecerán para el observador humano! Por tanto, la existencia del Hamlet bacteriano es no manifiesta y por tanto cuántica. Ser o no ser, eso es cuántico.

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