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Come creare sovrapposizioni quantistiche di esseri viventi
Una delle grandi sfide per i fisici quantistici è trovare il comportamento quantistico negli oggetti macroscopici. Ci sono ovvi esempi di comportamento quantistico su larga scala, come la superconduttività e la superfluidità, ma i fisici vogliono di più.
Dopo aver creato sovrapposizioni quantistiche di fotoni, elettroni, atomi e persino molecole, una delle ossessioni attuali è creare una sovrapposizione quantistica di un essere vivente, come un virus. La domanda è come farlo e se ha senso dire che queste cose sono vive.
Questo è un esperimento che sarà difficile. Ma oggi Oriol Romero-Isart del Max-Planck-Institut fur Quantenoptik in Germania e alcuni amici suggeriscono che è realizzabile con la tecnologia attuale e delineano le sfide che dovranno essere affrontate per farcela.
L'esperimento prevede innanzitutto la conservazione di un virus nel vuoto e il successivo raffreddamento al suo stato fondamentale quantomeccanico in una microcavità. Zapping il virus con un laser poi lo lascia in una sovrapposizione dello stato fondamentale e uno eccitato.
Funziona solo se il virus si comporta come un dielettrico, può sopravvivere al vuoto e appare trasparente alla luce laser, che altrimenti lo farebbe a pezzi.
Per fortuna, Romero-Isart e co affermano che diversi virus sono adatti. È noto che il comune virus dell'influenza è in grado di sopravvivere nel vuoto, sembra avere le proprietà dielettriche richieste e potrebbe essere trasparente a un'attenta scelta della luce laser. Il virus del mosaico del tabacco, a tutti gli effetti una bacchetta dielettrica, sembra un altro buon candidato.
Ma ha senso dire che una grande molecola nel suo stato fondamentale è in qualche modo viva? È già abbastanza difficile definire cosa significhi la vita. Metti una sovrapposizione quantistica nel mix e i biologi che riflettono su questi problemi rischiano di implodere.
Tuttavia, molti gruppi stanno attualmente cercando di creare sovrapposizioni di cose come minuscoli cantilever e microspecchi, quindi i virus sembrano certamente realizzabili nel prossimo futuro. E oltre a ciò, perché non un organismo più grande come il tardigrado (o orso acquatico) che può crescere fino a 1,5 mm di lunghezza.
Ma perché preoccuparsi? Eseguire l'esperimento del gatto di Schrodinger sarebbe divertente (anche se non per il virus). Romero-Isart e compagni vanno oltre e affermano che il lavoro affronterà sperimentalmente questioni fondamentali, come il ruolo della vita nella meccanica quantistica e le differenze tra le interpretazioni di molti mondi e quelle di Copenaghen. Forse.
Ma la loro affermazione secondo cui affronterà anche il ruolo della coscienza nella meccanica quantistica sembra un passo troppo lontano (sebbene un virus dell'influenza potrebbe non essere d'accordo).
Rif: arxiv.org/abs/0909.1469 : Verso la sovrapposizione quantistica degli organismi viventi