Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy

Recommended Posts

Z mechaniki kwantowej znamy pojęcie superpozycji, czyli dwóch różnych stanów lub pozycji jednocześnie przyjmowanych przez obiekt. Superpozycja to niezwykle delikatny stan, który może zostać "zniszczony" przez jakikolwiek kontakt ze światem zewnętrznym. Dlatego też zjawisko superpozycji występuje w fizyce kwantowej, ale nie obserwujemy go już w naszym świecie. Wiemy, że atomy czy kwanty mogą znajdować się superpozycji. Obecnie największymi obiektami, które udało się naukowcom wprowadzić w stan superpozycji są molekuły.

Oriol Romero-Isar z Instytutu Maksa Plancka uważa jednak, że może wraz ze swoim zespołem wprowadzić w stan superpozycji niewielkie formy życia. Wcześniej jednak jako eksperymentalny model posłuży wirus grypy, gdyż jest on w stanie przetrwać w próżni, a więc można przeprowadzić eksperyment, nie obawiając się, że superpozycja zostanie zaburzona przez cząsteczki powietrza.

Uczeni chcą użyć skrzyżowanych promieni dwóch laserów. W miejscu krzyżowania się światła powstaje "zagłębienie optyczne", w którym zostanie uwięziony wirus. Następnie, dzięki odpowiednio dobranej częstotliwości promieni, fotony będą absorbowały energię wibrującego wirusa z okolicy jego środka ciężkości tak długo, aż mikroorganizm znajdzie się w najniższym możliwym stanie energetycznym. Gdy już tak się stanie, będzie gotowy do przyjęcia superpozycji. Tę można uzyskać wysyłając foton w kierunku pułapki. Foton zostanie jednocześnie odbity od pułapki i trafi do niej, wprowadzając ją w superpozycję. To z kolei powinno spowodować, że uwięziony wirus będzie jednocześnie znajdował się w najniższym stanie energetycznym i jakimś wyższym stanie energetycznym.

Opracowali naprawdę sprytny eksperyment i, jak sądzę, możliwy do przeprowadzenia - chwali swoich niemieckich kolegów Peter Knight z Imperial College London.

Romero-Isart już spekuluje, że podobnemu eksperymentowi uda się poddać niesporczaki, bardzo małe zwierzęta wodne, które są w stanie przeżyć w bardzo niekorzystnych warunkach.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Literówka się wkradła - trzeci akapit "Uczni (...)". Ciekawe, mimo że nie orientuję się za bardzo w temacie mechaniki kwantowej.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Ano daje choćby to, że superpozycję można by teoretycznie wykorzystać do tworzenia pamięci, w których jeden atom jest nośnikiem kilku bitów danych. Ciężko o lepsze upakowanie.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Też uważam, że ciekawy projekt eksperymentu - zobaczymy czy się uda.

 

A jeśli tak - to będziemy mieć wirusową pamięć w komputerach? ;)

Share this post


Link to post
Share on other sites

Jestem ciekaw czy chodzi o cos wiecej niz tylko dowod na to ze sie da wprowadzic do superpozycji istote zyjaca.

Eksperyment jest ciekawy, jednak jakos na mysl mi sie cisnie to, jak bardzo przerabane ma ten niesporczak ;)

Share this post


Link to post
Share on other sites

idealne rozwiązanie ;) lepsze niż klonowanie i nie budzi żadnych wątpliwości natury etycznej, już sobie wyobrażam równoczesny sex z kilkoma kobietami :P niah niah

 

a tak na poważnie, to jest to jeden z ciekawszych eksperymentów o jakich ostatnio czytałem, chłopaki mają pewnie kitle naukowe +10 do sprytu :D

Share this post


Link to post
Share on other sites

No fajnie, ale co ten stan daje ?

 

No tak, dla programisty stan ani-zero-ani-jeden może być trudno zrozumiały. ;)

Share this post


Link to post
Share on other sites

No tak, dla programisty stan ani-zero-ani-jeden może być trudno zrozumiały. ;)

Ja uwierz mi rozumiem stan ani zero ani jeden z tym ,że to już nie jest superpozycja prawda ?

Share this post


Link to post
Share on other sites

Pardonsik, masz oczywiście rację, powinienem był napisać „stan jeden-i-zero-jednocześnie”. ;)

Share this post


Link to post
Share on other sites
posłuży wirus grypy, gdyż jest on w stanie przetrwać w próżni,

Najgorsze dziadostwo zawsze się dostosuje... w próżni.

że uwięziony wirus będzie jednocześnie znajdował się w najniższym stanie energetycznym i jakimś wyższym stanie energetycznym.

Wirus osiągnie Nirvanę i Absolut :>

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      Australijscy teoretycy kwantowi wykazali, że możliwe jest przełamanie obowiązującej od 60 lat bariery ograniczającej koherencję światła laserowego. Koherencja, czyli spójność wiązki światła, może być w przypadku laserów opisana jako liczba fotonów wyemitowanych jeden po drugim w tej samej fazie. To element decydujący o przydatności lasera do różnych zastosowań.
      Obowiązujące poglądy na temat spójności światła laserowego zostały nakreślone w roku 1958 przez amerykańskich fizyków, Arthura Schawlowa i Charlesa Townesa. Obaj otrzymali zresztą Nagrodę Nobla za swoje prace nad laserami. Teoretycznie wykazali, ze koherencja wiązki lasera nie może być większa niż kwadrat liczby fotonów obecnych w laserze, mówi profesor Howard Wiseman z Griffith University. Stał on na czele grupy naukowej złożonej z Griffith University i Macquarie University.
      Poczynili jednak pewne założenia odnośnie ilości energii dostarczanej do lasera oraz sposobu, w jaki jest ona uwalniana, by uformować wiązkę. Ich założenia miały wówczas sens i wciąż są prawdziwe w odniesieniu do większości laserów. Jednak mechanika kwantowa nie potrzebuje takich założeń, dodaje Wiseman.
      W naszym artykule wykazaliśmy, że prawdziwa granica koherencji, nakładana przez mechanikę kwantową, to czwarta potęga liczby fotonów przechowywanych w laserze, dodaje profesor Dominic Berry.
      Naukowcy zapewniają, że taką koherencję można osiągnąć w praktyce. Przeprowadzili bowiem symulację numeryczną i stworzyli oparty na mechanice kwantowej model lasera, który może osiągnąć ten nowy teoretyczny poziom spójności wiązki. Wiązka taka, poza spójnością, jest identyczna z wiązką konwencjonalnego lasera.
      Trzeba będzie poczekać na pojawienie się takich laserów. Udowodniliśmy jednak, że używając nadprzewodników można będzie zbudować taki laser, którego granice będą wyznaczane przez zasady mechaniki kwantowej. Obecnie ta sama technologia jest wykorzystywana do budowy komputerów kwantowych. Nasz laser może właśnie w nich znaleźć zastosowanie, mówi doktorant Travis Baker.
      Profesor Wiseman dodaje zaś, że prace jego zespołu każą postawić interesujące pytanie o możliwość skonstruowania bardziej energooszczędnych laserów. To przyniosłoby duże korzyści. Mam nadzieję, że w przyszłości będziemy mogli zbadać tę kwestię.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Od 100 lat naukowcy sprzeczają o interpretacje mechaniki kwantowej. Z jednej strony mamy interpretacje Bohra, Heisenberga i von Neumanna-Wignera, którzy uważali, że stan świadomości osoby przeprowadzającej testy wpływa na wyniki testów, z drugiej zaś strony Popper i Einstein twierdzili, że obiektywna rzeczywistość istnieje.
      Kwestię tę postanowili zbadać... fińscy urzędnicy państwowi – Jussi Lindgren i Jukka Liukkonen – którzy w wolnym czasie lubią rozważać zagadnienia z zakresu mechaniki kwantowej. Panowie przyjrzeli się zasadzie nieoznaczoności, ogłoszonej przez Heisenberga w 1927 roku.
      Zgodnie z tradycyjną interpretacją tej zasady, nie można jednocześnie precyzyjnie określić położenia i pędu, gdyż osoba dokonująca pomiarów zawsze wpływa na ich wynik. Jednak Lindgren i Liukkonen stwierdzili, że związek pomiędzy położeniem a pędem jest stały, a zatem rzeczywistość danego obiektu jest niezależna od osoby go badającej.
      W swojej pracy panowie wykorzystali stochastyczną optymalizację dynamiczną. Z tego punktu widzenia zasada nieoznaczoności Heisenberga jest manifestacją równowagi termodynamicznej, w której korelacja pomiędzy różnymi zmiennymi nie zanika. Stochastyczna optymalizacja dynamiczna była wykorzystywana m.in. do rozwiązania takich problemów, jak wysłanie rakiety z Ziemi na Księżyc.
      Uzyskane przez nas wyniki wskazują, że nie istnieje logiczny powód, dla którego wyniki miałyby być zależne od osoby przeprowadzającej pomiary. Nie istnieje nic, co sugerowałoby, że świadomość eksperymentatora zaburza wyniki czy kreuje rzeczywistość, mówi Lindgren. Interpretacja jest obiektywna i realna oraz tak prosta, jak to tylko możliwe. Lubimy jasne sytuacje i wolimy usunąć wszelki mistycyzm, dodaje Liukkonen.
      Lindgren i Liukkonen to urzędnicy państwowi, a nauka to ich hobby. Obaj należeli do klubu matematycznego w liceum w Kuopio, obaj mają za sobą studia podyplomowe. Liukkonen właśnie napisał pracę doktorską na temat endoskopii ultradźwiękowej i pracuje obecnie jako inspektor w fińskim Urzędzie Bezpieczeństwa Radiologicznego i Atomowego.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Jak wiemy z teorii kwantowej, cząstki mogą jednocześnie przyjmować dwa różne stany. To superpozycja. Podręczniki mówią, że akt obserwacji czy też pomiaru stanu cząstek, prowadzi do kolapsu funkcji falowej, czyli zniszczenia superpozycji, i cząstka zajmuje tylko jedną lokalizację. Fizycy spierają się, jak do tego dochodzi. Teraz jedno z najpowszechniej przyjętych wyjaśnień, które zakłada rolę grawitacji w kolapsie, otrzymało poważny cios w postaci badań przeprowadzonych w słynnym włoskim Laboratorium Narodowym Gran Sasso.
      Hipoteza o roli grawitacji bierze swoje początki w pracach dwóch węgierskich fizyków, Károlyházego Frigyesa w latach 60. i Lajosa Diósiego w latach 80. Podstawę ich teorii stanowi stwierdzenie, że pole grawitacyjne obiektu wykracza poza teorię kwantową. Gdy cząstka zostaje wprowadzona w superpozycję, jej pole grawitacyjne próbuje tego samego, lecz nie jest w stanie długo jej utrzymać. Dochodzi do kolapsu, który pociąga za sobą kolaps superpozycji cząstki. Wielkim zwolennikiem grawitacyjnego kolapsu – który rezygnuje z antropocentrycznej koncepcji obserwatora – jest wybitny matematyk Roger Penrose.
      Od dawna twierdzi on, że spontaniczne załamanie superpozycji, a więc lokalizacja cząstki, ma związek z geometrią czasoprzestrzeni, zatem z grawitacją. Stwierdził on wprost, że do załamania superpozycji dochodzi, gdy mamy do czynienia z sytuacjami, które w dostatecznym stopniu różnią się geometrią czasoprzestrzeni.
      Dotychczas jednak wydawało się, że nie jest możliwe przeprowadzenie badań dowodzących prawdziwości powyższej teorii. Sam Diosi, który jest jednym ze współautorów eksperymentu w Gran Sasso, mówi, że przez 30 lat był "krytykowany we własnym kraju za spekulacje na temat czegoś, czego nie można przetestować".
      Najnowsze osiągnięcia nauki umożliwiły jednak to, co do niedawna było niemożliwe. Naukowcy stwierdzili, że cząstka, która podlega kolapsowi, gwałtownie zmieni pozycję, co doprowadzi do ogrzania systemu, którego jest częścią. To tak, jakby dodatkowo ją popchnąć, mówi współautor badań Sandro Donadi. Jeśli taka cząstka ma ładunek, wyemituje ona foton. Jeśli zaś będziemy mieli całą grupę cząstek w superpozycji, dojdzie do zgodnej emisji.
      Grupa Diosiego, chcąc przetestować taką ideę, stworzyła detektor z dużego kryształu germanu, który miał wykrywać nadmiarową emisję promieniowania gamma oraz rentgenowskiego z jąder germanu. Kryształ został otoczony ołowianą osłoną, a eksperyment przeprowadzono w Gran Sasso, 1,4 kilometra pod powierzchnią ziemi, co miało osłonić całość od innych zakłóceń. W czasie 2 miesięcy badań detektor zarejestrował 576 fotonów. To niewiele więcej niż przewidywane dla tego eksperymentu 506 fotonów.
      Tymczasem model Penrose'a przewidywał, że pojawi się 70 000 takich fotonów. Powinniśmy zarejestrować kolapsy, ale ich nie odnotowaliśmy, zauważa biorąca udział w badaniach Cătălina Curceanu z Narodowego Instytutu Fizyki Jądrowej w Rzymie. To zaś wskazuje, że nie dochodzi do spontanicznego kolapsu pod wpływem samej tylko grawitacji.
      Jednak, jak zauważa Ivette Fuentes z University of Southampton, żeby potwierdzić uzyskane wyniki należy sztucznie stworzyć superpozycje, a nie polegać na naturalnie zachodzących procesach. Jej zespół pracuje obecnie nad stworzeniem superpozycji 100 milionów atomów sodu.
      Sam Penrose pochwalił eksperyment, jednak dodał, że nie jest on wystarczający do przetestowania prawdziwości jego modelu. Uczony zauważa, że nie jest zwolennikiem teorii o gwałtownej zmianie pozycji cząstki, gdyż może to powodować, że wszechświat zyskuje lub traci energię, co narusza podstawy fizyki. Penrose dodaje, że w czasie przerwy spowodowanej pandemią udoskonalał swój model. W jego wyniku nie powstaje ciepło czy promieniowanie, dodaje.
      Fizyk teoretyczny Maaneli Derakhshani z Rutgers University mówi, że nawet jeśli sama grawitacja powoduje kolaps, to cały proces jest bardziej złożony niż pierwotny model Penrose'a.
      Praca Underground test of gravity-related wave function collapse opublikowana została na łamach Nature Physics.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Otyłość sprzyja wirulencji (zjadliwości) wirusa grypy - twierdzą amerykańscy naukowcy, autorzy artykułu z pisma mBio.
      Badania prowadzono głównie na myszach. Ustalenia mogą po części wyjaśnić, czemu w kolejnych latach wirusy grypy znacząco się różnią. Zespół podkreśla, że wyniki mogą rodzić pewne obawy, zważywszy, że obecnie 50% dorosłej populacji świata cierpi na nadwagę bądź otyłość.
      Chcemy zachować ostrożność i nie ekstrapolować w zbyt dużym stopniu [na ludzi] wyników eksperymentów na myszach, ale studium sugeruje, że przez sposób odpowiadania komórek na grypę w "otyłym mikrośrodowisku" osoby z nadmierną wagą nie wykazują prawidłowych reakcji przeciwwirusowych. Otyłość pozwala wirusowi wnikać, szybciej się namnażać i generować więcej błędów. Niektóre z tych błędów są [zaś] potencjalnie korzystne dla wirusa - opowiada dr Stacey Schultz-Cherry z St. Jude z Children's Research Hospital.
      Wcześniejsze badania wykazały, że osoby otyłe mają większy ładunek wirusa (ang. viral load) grypy typu A w wydychanym powietrzu i dłużej wydzielają wirusa. Badania na zwierzętach zademonstrowały, że przy otyłość wirus grypy może się rozprzestrzeniać głębiej do płuc, w dodatku na dłuższy czas.
      Każdego roku powstaje nowa szczepionka na grypę, bo wirus nie przestaje się zmieniać. Dr Schultz-Cherry i jej zespół przypuszczali, że otyłe mikrośrodowisko może pozwalać wirusowi grypy szybciej się zmieniać.
      By sprawdzić, czy tak rzeczywiście jest, Amerykanie zakażali otyłe i szczupłe myszy grypą na 3 dni (dając w ten sposób wirusowi czas na namnażanie). Później pobierano wirusy od otyłych i szczupłych myszy i ponownie podawano je, odpowiednio, otyłym i szczupłym gryzoniom. Po 3 dniach replikacji ponawiano ten proces. Zasadniczo chcieliśmy naśladować proces, który ma miejsce w czasie epidemii, gdy wirus rozprzestrzenia się z jednej osoby na drugą. Zależało nam na sprawdzeniu, co się dzieje, kiedy wirus "przechodzi" z kogoś szczupłego na inną szczupłą osobę i potem na kolejną szczupłą osobę, w porównaniu do transmisji z osoby otyłej na osobę otyłą i następną otyłą osobę.
      Naukowcy odkryli, że gdy transmisja zachodziła między otyłymi myszami, wirus przechodził przemiany. Szybko powstawały warianty mniejszościowe wirusa, które przejawiały zwiększoną replikację. Gdy myszy typu dzikiego zakażano wirusem od otyłego gospodarza, obserwowano większą zjadliwość wirusa.
      Akademicy prowadzili eksperymenty na myszach OB z otyłością wywołaną genetycznie (nieprodukujących leptyny) i gryzoniach, które przytyły przez dietę (DIO). Odkryli, że seryjny pasaż wirusa grypy typu A (H1N1) między osobnikami OB lub DOI skutkuje bardziej zjadliwą populacją wirusów, w porównaniu do transmisji między szczupłymi osobnikami. Ponadto wirusy pasażowane między otyłymi myszami namnażały się do wyższego miana i skutkowały większą chorobowością wśród myszy typu dzikiego. Odkrycia nie ograniczają się do konkretnego podtypu wirusa, gdyż stwierdzono, że pasażowanie ludzkiego wirusa H3N2, który nie wiąże się z dostrzegalną patogennością u myszy typu dzikiego, pomiędzy otyłymi osobnikami doprowadziło do powstania szczepu, który mógł już skutecznie zakażać i powodować u nich chorobę.
      Gdy zarażamy się grypą, nie chodzi o jeden rodzaj wirusa, to populacja. Gdyby posłużyć się porównaniem do imprezowego drinka, to koktajl ten byłby u otyłych myszy odrębną jakością. To były różne populacje i niektóre wirusy [otyłych zwierząt] okazywały się bardziej zjadliwe niż szczepy przekazywane między szczupłymi osobnikami.
      Gdy komórki stykają się z wirusem grypy, przeważnie organizm rozwija reakcję interferonową, która zapobiega replikacji wirusa i jego rozprzestrzenianiu. Nowe badanie pokazało, że reakcja ta jest u otyłych myszy osłabiona. Zwiększona różnorodność populacji wirusowej u otyłych myszy korelowała z obniżoną ekspresją genów interferonu typu I. Leczenie myszy rekombinowanym interferonem zmniejszało różnorodność wirusową.
      Na dalszym etapie badań naukowcy chcą sprawdzić, co dzieje się na poziomie populacyjnym u ludzi, m.in. czy u otyłych ludzi w wydzielanym materiale widać zwiększoną różnorodność wirusową.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Przed tygodniem w National Ignition Facility (NIF) uzyskano rekordowo silny impuls lasera. W ramach badań nad nowymi źródłami energii 192 lasery wysłały jednocześnie ultrafioletowe impulsy świetlne w kierunku centralnej komory, w której uzyskano 1,875 megadżula. Każdy z impulsów trwał 23 miliardowe części sekundy i w sumie wygenerowały one moc 411 biliardów watów (TW) czyli 1000 razy większą niż potrzebna jest do zasilenia całych Stanów Zjednoczonych.
      To ważny krok w kierunku rozpoczęcia fuzji. Podczas przygotowań do uruchomienia NIF dokonywaliśmy wielu podobnych prób, podczas których uruchamiany był jeden laser czy też zestawy po cztery. Tym razem jednak jednocześnie wystrzeliły 192 lasery - mówi Edward Moses, dyrektor NIF.
      Moc laserów NIF wynosi w sumie 2,03 MJ, jednak zanim promienie dosięgną centralnej komory ich moc nieco spada ona podczas przechodzenia przez instrumenty diagnostyczne i optykę. NIF jest zatem pierwszym ośrodkiem, w którym lasery ultrafioletowe osiągnęły moc 2 MJ. To niemal 100-krotnie więcej niż możliwości innych podobnych ośrodków.
      Podczas testu osiągnięto też bardzo dużą precyzję produkcji energii. Odchylenie nie przekraczało 1,3%. Precyzja jest niezwykle ważna, gdyż to rozkład energii pomiędzy poszczególnymi promieniami będzie decydował o symetrii implozji w kapsułach zawierających paliwo niezbędne do rozpoczęcia fuzji.
      National Ignition Facility pracuje w ramach Lawrence Livermore National Laboratory. O otwarciu zakładu oraz jego zadaniach informowaliśmy w 2009 roku.
  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.

×
×
  • Create New...