Comment créer des superpositions quantiques d'êtres vivants

L'un des grands défis des physiciens quantiques est de trouver le comportement quantique des objets macroscopiques. Il existe des exemples évidents de comportement quantique à grande échelle, tels que la supraconductivité et la superfluidité, mais les physiciens en veulent plus.

Ayant créé des superpositions quantiques de photons, d'électrons, d'atomes et même de molécules, l'une des obsessions actuelles est de créer une superposition quantique d'un être vivant, tel qu'un virus. La question est de savoir comment procéder et s'il est logique de dire que ces choses sont vivantes.

C'est une expérience qui sera difficile. Mais aujourd'hui, Oriol Romero-Isart du Max-Planck-Institut fur Quantenoptik en Allemagne et quelques amis suggèrent que cela est réalisable avec la technologie actuelle et décrivent les défis qui devront être relevés pour y parvenir.

L'expérience consistera d'abord à stocker un virus sous vide, puis à le refroidir jusqu'à son état fondamental de mécanique quantique dans une microcavité. Zapper le virus avec un laser le laisse alors dans une superposition de l'état fondamental et d'un état excité.

Cela ne fonctionne que si le virus se comporte comme un diélectrique, peut survivre au vide et apparaît transparent à la lumière laser, qui autrement le déchirerait.

Par chance, Romero-Isart et ses collègues disent que plusieurs virus font l'affaire. Le virus de la grippe commun est connu pour être capable de survivre dans le vide, semble avoir les propriétés diélectriques requises et pourrait bien être transparent à un choix judicieux de la lumière laser. Le virus de la mosaïque du tabac, à toutes fins utiles une tige diélectrique, ressemble à un autre bon candidat.

Mais cela a-t-il un sens de dire qu'une grosse molécule dans son état fondamental est en quelque sorte vivante ? Il est déjà assez difficile de définir ce que signifie la vie. Ajoutez une superposition quantique au mélange et les biologistes qui réfléchissent à ces problèmes risquent d'imploser.

Néanmoins, de nombreux groupes cherchent actuellement à créer des superpositions de choses comme de minuscules porte-à-faux et micromiroirs, de sorte que les virus semblent certainement réalisables dans un proche avenir. Et au-delà, pourquoi pas des organismes plus gros comme le tardigrade (ou ours d'eau) qui peut atteindre 1,5 mm de long.

Mais pourquoi s'embêter ? Réaliser une expérience sur le chat de Schrödinger serait amusant (mais pas pour le virus). Romero-Isart et ses amis vont plus loin et disent que le travail abordera expérimentalement des questions fondamentales, telles que le rôle de la vie dans la mécanique quantique et les différences entre les interprétations de plusieurs mondes et de Copenhague. Peut-être.

Mais leur affirmation selon laquelle il abordera également le rôle de la conscience dans la mécanique quantique semble aller trop loin (bien qu'un virus de la grippe puisse être un peu différent).

Réf : arxiv.org/abs/0909.1469 : Vers une superposition quantique d'organismes vivants

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