科學家解釋活細菌與光之間的量子糾纏現象

雖然聽起來有些可笑，但還真有研究人員嘗試在生物體內觀察量子糾纏現象。本月早些時候，牛津大學的研究人員們發表了一篇論文，詳細介紹了他們對物理學家 David Cole（以及謝菲爾德大學其它研究人員）在 2016 年做過的實驗進行了檢查。當兩個粒子「糾纏」時，若其中給一個光粒子「傳送」信息的時候，另一個也會發生相應的變化。科學家推測生物體內也可發生類似的量子現象，只是一直未被直接觀察到（至少本文提到的這個實驗沒觀察到）。

最初的實驗，旨在找出生物體重是否存在量子現象。Cole 等人在特殊的鏡子之間擠壓了一堆的細菌，然後用光子對其照射。

根據他們的研究，這導致了一種奇怪的效果 —— 一些光子同時『擊中』和『漏過』了細菌。若真如此，這將成為『生物體中的量子糾纏現象』。

牛津團隊的分析表明，其似乎是站得住腳的。帶領這項研究的量子物理學家 Chiara Marletto 在《科學美國人》上的一篇報道中表示：

我們的模型表明，這個被紀錄的現象，標誌著光和細菌內部『某種自由度的糾纏』—— 其同事兼研究報告作者 Tristan Farrow 將之解釋為『薛定諤的細菌』。

據悉，研究團隊使用了綠色硫磺細菌，它是地球上支持光合作用的生物之一。與樹上的葉子一樣，這些小生物能夠吸收光線，並將之轉化為能量。

為了展示它們的量子活動，Cole 團隊向鏡子之間隨意發出了『光子轟擊』。從技術上來講，它向被壓扁的細菌和鏡子之間實施了『飽和攻擊』。

重要的一點是，某些光子與一些細菌發生了相互作用，表明其發生了糾纏。證明生物內中的量子現象，會是一項重大的發現。若你相信地球生物是從單細胞進化來的，那量子力學可能在其中發揮著重要的作用。

《科學美國人》的 Jonathan O"Callaghan 指出，牛津團隊稱這項工作的結果，可以用經典的物理規則來解釋。但他也提到，光子顯然不遵循這些規則。

經典和量子物理學之間的界限，一直被激進的科學家們所推動著 —— 比如愛因斯坦和霍金。接下來，由代爾夫特理工大學的 SimonGr?blacher 帶領的一支研究團隊，還會進行涉及緩劫的量子物理試驗。

有關這項研究的詳情，已經發表在近日出版的《物理通訊學報》（Journal of Physics Communications）期刊上。原標題為：

《Entanglement between living bacteria and quantized light witnessed by Rabi splitting》

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