Kunnen Mensen 'Spookachtige' Kwantumafbeeldingen Zien?

{h1}

Een fysicus hoopt te weten te komen of het menselijk brein quantumverstrengeling kan zien, een fenomeen dat einstein 'op afstand' spookt.

Kwantumfysica heeft betrekking op het rijk van de zeer kleine, en de meesten van ons verwachten nooit de vreemde wereld te zien die het beschrijft. Maar kunnen we? Onlangs heeft wetenschapper Geraldo Barbosa van Northwestern University een experiment ontworpen om die vraag te beantwoorden.

Het kwantumeffect dat Barbosa hoopt te zien, wordt quantumverstrengeling genoemd, waarin twee of meer deeltjes "verstrengeld" kunnen raken, zodat zelfs nadat ze in de ruimte zijn gescheiden, wanneer een actie wordt uitgevoerd op één deeltje, het andere deeltje onmiddellijk reageert.

Een veelgebruikt experiment dat verwikkeling illustreert, is om een ​​laser op een speciaal type kristal af te vuren. Af en toe "splitst" een fotondeeltje van de laser in twee. De energie en het momentum van de twee nieuwe fotonen tellen elk op tot de waarde van degene die oorspronkelijk werd afgevuurd.

Deze twee "dochter" -fotonen zijn verstrengeld - als je kijkt naar de toestand van één foton, dan ken je de toestand van de ander onmiddellijk. Einstein beschreef deze griezelige connectie als 'spookachtige actie op afstand'.

Vervolgens veranderen de fysici de vorm van de laserstraal in het experiment om een ​​afbeelding te maken. Ze hebben ontdekt dat het beeld niet zichtbaar is tenzij twee detectoren in staat zijn de fotonen tegelijkertijd te "zien".

Terwijl deze fysica-experimenten berusten op detectoren om de fotonen en de resulterende beelden te "zien", voorziet Barbosa het opzetten van een experiment waarbij het netvlies van een persoon zou fungeren als de detectoren. [Prachtige foto's van de zeer kleine]

Spookachtige actie in het lab

De verstrengelde fotonen hebben tegengestelde polarisatietoestanden: met andere woorden, hun golven zijn anders georiënteerd. (Op een kwantumniveau kunnen deeltjes zich gedragen als golven en golven als deeltjes.)

In deze experimenten wanneer slechts één foton wordt gedetecteerd, kan het zich in een willekeurige polarisatietoestand bevinden en kan het de detector op elk moment raken. Dat betekent dat wetenschappers niet kunnen zeggen of het foton dat hun detector raakt, afkomstig is van het verstrikt duo. Zonder die kennis kan een persoon het beeld dat deze fotonen zijn bedoeld niet reconstrueren.

Maar wanneer beide verstrengelde fotonen worden gedetecteerd, kun je de polarisatietoestand van het foton achterhalen. Als je er een kent, weet je beide en kun je de afbeelding opnieuw creëren. Het "spookachtige" deel is dat door het observeren van een van de fotonen, je alle andere mogelijkheden hebt geëlimineerd - beide waargenomen fotonen moeten de polarisatietoestanden hebben die je ziet. Maar hoe 'weet' het verstrengelde foton in welke staat het zit? Relativiteit zegt dat je informatie niet sneller dan licht kan laten reizen. Het observeren van verstrengelde fotonen, hoewel ze tegelijkertijd in een bepaalde toestand worden 'gedwongen'. [10 Effecten van Faster-Than-Light Discovery]

In wezen wordt de informatie in beide fotonen toegevoegd om de originele afbeelding opnieuw te creëren. Dit experiment is vele malen gedaan.

Maar wat zou er gebeuren als de twee detectoren menselijke netvliezen waren? Zou iemand het beeld van de hogere orde zien of alleen het klassieke, de lichtflits?

Gewoonlijk zien we dingen door de intensiteit van het licht in verschillende golflengten waar te nemen. Het mengen van verschillende golflengten vormt alle verschillende kleuren en verzadigingen die we waarnemen.

Deze situatie zou anders zijn - als hersenen kwantumeffecten zouden kunnen zien, zoals verstrengelde fotonen, zou je een ander beeld verwachten wanneer je met één oog kijkt dan met beide. Dit is een diepere vraag dan het lijkt, want als mensen dergelijke beelden kunnen zien, betekent dit dat onze macroscopische hersenen subtiele, microscopische quantumeffecten kunnen opdoen.

Volgende stap in kwantumvisie

Barbosa zei dat er nog steeds problemen zijn met het opzetten van een dergelijk experiment. Een probleem is de signaal-ruisverhouding in menselijke neuronen. We kunnen geen individuele fotonen waarnemen, ook al raken ze ons netvlies, omdat het een bepaald aantal fotonen kost die onze ogen raken voor onze hersenen om het signaal te interpreteren als, bijvoorbeeld, een lichtflits.

In zijn paper, die op de natuurkundige pre-print website arXiv staat, merkt Barbosa op dat het verre van duidelijk is dat men genoeg fotonen zou kunnen genereren om een ​​reactie van het menselijke netvlies te activeren - ten minste zeven fotonen zijn nodig om dat te doen, en ze zouden allemaal verstrikt moeten raken.

Robert Boyd, hoogleraar optica aan de universiteit van Rochester, zei dat hij niets in principe verkeerd ziet met het idee. "Zelfs hier zijn er twee mogelijkheden", schreef Boyd in een e-mail aan WordsSideKick.com. "De ene is dat het menselijk brein gewoon niet werkt zoals Barbosa het voorstelt, het andere is dat het werkt, maar dat het effect zo zwak is dat het niet waarneembaar is."

Barbosa, ondertussen, zei dat hij hier al een tijdje over heeft nagedacht - hij deed enkele van de eerste experimenten met kwantumfoto's in zijn lab in 1994. En hij schetst een deel van de apparatuur die nodig zou zijn om het experiment te laten werken, zoals als speciale bril om de fotonen naar het rechterdeel van het netvlies te krijgen.

"Dit zou alleen maar aangeven dat het complexe neurale systeem in staat is om kwantumsignalen te verwerken - een geweldige functie", schreef Barbosa.


Video Supplement: .




Onderzoek


Wie Was De Eerste Wetenschapper?
Wie Was De Eerste Wetenschapper?

Hoe Onzichtbaarheidsmantels Werken
Hoe Onzichtbaarheidsmantels Werken

Science Nieuws


Lost Alan Turing Letters Reveal He Hate America
Lost Alan Turing Letters Reveal He Hate America

Krijg Gutsy Over Uw Spijsvertering Gezondheid
Krijg Gutsy Over Uw Spijsvertering Gezondheid

Man'S Penis Afgesneden Door Vrouw: Hoe Kunnen Artsen Een Nieuwe Maken?
Man'S Penis Afgesneden Door Vrouw: Hoe Kunnen Artsen Een Nieuwe Maken?

Vader Zendt Hiv Naar Pasgeboren Zoon In Zeldzaam Geval: Hoe Is Het Gebeurd?
Vader Zendt Hiv Naar Pasgeboren Zoon In Zeldzaam Geval: Hoe Is Het Gebeurd?

Sine O 'The Times: Babylonische Tablet Bevat Het Oudste Bewijs Van Trigonometrie
Sine O 'The Times: Babylonische Tablet Bevat Het Oudste Bewijs Van Trigonometrie


WordsSideKick.com
Alle Rechten Voorbehouden!
Reproductie Van Materialen Toegestaan Alleen Prostanovkoy Actieve Link Naar De Site WordsSideKick.com

© 2005–2019 WordsSideKick.com