冷凍到接近絕對零度溫度,新實驗稱首度觀察到水熊蟲產生量子糾纏

作者 | 發布日期 2021 年 12 月 21 日 18:21 | 分類 自然科學 Telegram share ! follow us in feedly


經歷高速槍擊、高溫水煮、高劑量輻射、真空等各種極限生存挑戰都活下來的地表最強物種水熊蟲,現在要進入量子糾纏態了嗎?最近一項新實驗將水熊蟲冷凍至接近絕對零度溫度,並宣稱發現放入量子位元的水熊蟲與另一個量子位元發生糾纏的證據。這項實驗是否有正確定義量子糾纏?其實多數科學家對這篇研究都很傻眼。

緩步動物(Tardigrades)又稱水熊蟲,是地球求生本能最強的生物之一,為了活下去,牠們具備低濕隱生(Anhydrobiosis)、低溫隱生(Cryobiosis)、變滲隱生(Osmobiosis)、缺氧隱生(Anoxybiosis)等生命狀態,只要環境惡劣就停止所有新陳代謝進入隱生,等待時機再甦醒。

過去科學家為了測試水熊蟲能在多嚴苛的環境生存,曾將牠們帶上外太空接受宇宙射線洗禮、浸泡有機溶劑、讓牠們處於完全脫水狀態、冷凍 30 年再解凍、暴露在高劑量紫外線(足以數分鐘內殺死細菌和線蟲)輻射下觀察等,結果沒一次實驗的水熊蟲全體陣亡,甚至有水熊蟲解凍後繼續繁衍下一代。

而現在水熊蟲的神話要再添一筆了嗎?新加坡南洋理工大學量子物理學家 Rainer Dumke 領導的團隊,收集 3 隻活水熊蟲後凍結牠們,先看見身體尺寸縮至原本三分之一,接著繼續將牠們冷卻到接近絕對零度,然後放在超導體電路形成的量子位元(B),觀察後稱沒有放置水熊蟲的量子位元(A)頻率受前者影響,表明這是兩者產生糾纏的證據。

嗯?

基本上,其他科學家聽聞都直言這研究完全搞錯量子糾纏原理,甚至誤導定義。

萊斯大學物理學家 Douglas Natelson 解釋,為了讓量子糾纏有意義,必須觀察內部狀態,從本質講,當 2 個次原子粒子相互結合引發量子效應,之後其中一個粒子的自旋或動量發生變化,就會以同樣方式瞬間改變另一個粒子──無論 2 個粒子相距多遠。這場實驗,必須觀察構成水熊蟲的粒子之量子特性,而不是直接把水熊蟲當成單個量子物體。

其他科學家指出,這場實驗的水熊蟲更像電介質,改變量子位元的共振頻率,就算用灰塵代替水熊蟲放入該量子位也會看到類似效果,完全不是量子力學的糾纏。Douglas Natelson 說,他不知道這篇論文的作者有多嚴肅看待實驗──很可能這只是半開玩笑的文章。

研究唯一讓多數人肯定的是,其中一隻水熊蟲冷凍到接近絕對零度、低至 0.000006 毫巴壓力後進入隱生狀態 17 天,然後重新加熱又活了下來……

新論文預印本剛發表至《arXiv》,尚未經過同行評審。

(首圖來源:shutterstock)

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