Hi-Tech

Левитирующая вирусная частица, которую переводят в состояние суперпозиции. Изображение авторов исследования

Группа физиков описала технологию, позволяющую превратить вирус в квантовую систему. Работа ученых пока не опубликована в рецензируемом научном журнале, но препринт статьи с описанием метода доступен на сайте arXiv.org. Коротко работа описана на портале Nature News.

Объекты квантовых систем в отличие от макрообъектов могут одновременно находиться в двух различных состояниях (это свойство получило название суперпозиции). Например, спин атома может "указывать" одновременно "вверх" и "вниз". Суперпозиция сохраняется до тех пор, пока не будет проведено измерение. В момент, когда ученый измеряет состояние квантовой системы, она переходит в одно из двух состояний.

Феномен суперпозиции наглядно описал австрийский физик Эрвин Шредингер в 1930-х годах. В его примере макроскопической квантовой системой был ящик, в котором находился кот. Кроме кота в ящике была ампула с ядовитым газом. Над ампулой находится молоток, опускание которого управляется распадом ядра радиоактивного изотопа. Вероятность того, что ядро распадется в течение некоторого срока, составляет 50 процентов. До тех пор, пока экспериментатор не откроет ящик, кот одновременно и жив и мертв.

До сих пор самыми крупными объектами, для которых была показана суперпозиция, являлись молекулы. Схема опыта, предложенная авторами новой работы, позволит расширить этот список. В экспериментальной установке вирус в магнитном поле левитирует над полостью. Вся система находится в вакууме. Вирус охлаждается до основного состояния, а затем при помощи лазера его вводят в суперпозицию двух состояний - "остановки" и "движения".

Авторы подобрали вирусы-кандидаты, которые смогут пережить условия эксперимента и обладают свойствами диэлектрика. Лучше всего подходят вирус гриппа и вирус табачной мозаики, заражающий растения. В среде биологов нет единого мнения относительно того, считать вирусы живыми или нет. Поэтому энтузиазм авторов работы разделяют не все их коллеги. По мнению тех, кто не относит вирусы к живым существам, описанный выше эксперимент не представляет особого интереса. Аналогичный опыт можно провести с любой достаточно сложной органической молекулой. И тем не менее, если физикам удастся воплотить на практике свой метод, они станут первыми, кто будет наблюдать осуперпозицию макроскопических систем.