Зарождение квантовой биологии

[imbg]

 Эксперименты в физических лабораториях обещают принести в нашу жизнь такие чудеса как квантовые компьютеры, высокоэффективные солнечные элементы, сверхскоростные и надежные поезда на магнитной подушке, — но пока все это отделено от нас глубоким вакуумом и сверхнизкими температурами, в пределах которых только и можно с уверенностью наблюдать квантово-механические явления. С этих позиций весьма удивительно, что в теплом и хаотичном мире живой материи квантовые явления играют важную роль и даже могут научить нас эксплуатировать капризные «кванты» за пределами лаборатории.


Тот знаменитый кот, который и жив, и мертв одновременно (рисунок из статьи)

Ну а как же на второй взгляд? Исследования последних лет намекают на то, что природе известны приемы, которыми не владеют физики: когерентные квантовые процессы могут играть весьма заметную роль и в нашем, макроскопическом мире. Среди примеров — способность перелетных птиц к навигации с использованием линий магнитного поля Земли и тонкости работы фотосинтеза — одной из самых важных биохимических реакций на планете.

Постепенно осознавая роль квантовых эффектов в жизненных процессах, некоторые исследователи даже поговаривают о рождении новой дисциплины — квантовой биологии. Физики же интересуются возможными практическими выгодами «подглядывания» за биологией: «Хотелось бы научиться эксплуатировать квантовые явления так же эффективно, как это делает биология», — говорит Зет Ллойд (Seth Lloyd), физик из Массачусетского технологического института в Кембридже (США). — «Если бы удалось понять, каким образом чрезвычайно „капризные“ квантовые состояния не разрушаются в живых организмах, это, может быть, приблизило бы нас к туманной пока перспективе квантовых компьютеров. Или научило делать солнечные батареи, намного более эффективные, чем сейчас» ...

Читать целиком на Биомолекуле о том, как квантовые эффекты обнаруживают себя в таких знакомых процессах, как фотосинтез или ориентация птиц в пространстве - "Зарождение квантовой биологии"
. От себя добавлю, что наверняка похожее найдется ив митохондриях, и (что я очень жду) - в ядре, потому что уж очень обидно: сама ДНК - это один большой провод, ну не может быть, чтоб по ней не гонялись поля или волны туда-сюда!

Comments

[levyi-botinok.livejournal.com]

Э-м-м...
Много модных терминов. Но статья оставляет ощущение желтоватой, несмотря на некие ссылки.
Тема квантовой спутанности входит в массы. Сами физики, как мне кажется, еще плохо разобрались, где там кончается математическая модель и начинаются реальные физические эффекты. Некоторые трактуют виртуальные состояния и гильбертово пространство, как физическую реальность, отказываются от базовости принципа неопределенности. Считают, что квантовый компьютер с его кубитами будет вертеть матрицы со стопроцентной точностью.
Конечно, квантовые эффекты в биологии (и жизни) повсеместны (и привычны). Вся химия - сплошные квантЫ. Исходное понятие молекулярной орбитали подразумевает "связанное" состояние всех электронов в молекуле. Вряд ли кому-то это покажется новым.
Тема про чувствительность к магнитному полю (да еще с переходом в химическую реакцию) интересна сама по себе. Спутанность здесь ни при чем (разве, как обычный аппарат квантовой химии).
Про когерентность экситонов я (физик вроде) не понял. Тут можно сказать наоборот: капризные квантовые состояния разрушаются, становясь когерентными (иначе им не сложиться). :)

[noislam.livejournal.com]

Я бы не назвал статью научной. То что сейчас квантово-волновые эффекты интенсивно изучаются и в биологических системах известно.
Насчет DNA уже видел штук 5 таких работ. Например: "Electromagnetic Signals from Bacterial DNA"

[kodusass.livejournal.com]

О магнитной ориентации птиц есть тут "Доказана роль фоторецептора в геомагнитной навигации птиц"
http://www.membrana.ru/particle/14383
Статья заканчивается так: "По словам исследователей, они пришли к парадоксальному выводу – даже со всего одной криптохром-работающей клеткой птица способна ориентироваться относительно геомагнитного поля. «Но что такое сама эта клетка и как она в точности функционирует, до сих пор остаётся для нас загадкой», – говорит один из авторов работы Торстен Риц "

[imbg.livejournal.com]

спасибо

[batch2k.livejournal.com]

"Желтоватой" статья показалась потому, что это эссе скорее даже, а не научно-популярная статья, где разбираются, пусть и на пальцах, какие-то конкретные результаты. Фактически, это адаптированный перевод эссе Филипа Болла, известного популяризатора науки и корреспондента Nature. Так что все детали сознательно остались "по ту сторону ссылок", в том числе и те, какую же роль играет квантовая запутанность в магнитно-зависимых реакциях, и те, что конкретно подразумевается под запутанностью экситонов.

[levyi-botinok.livejournal.com]

Дело не в том, что детали не описаны, а в самом подходе (Филиппа Болла) к популяризации. Связанность действительно находится на острие внимания физиков (и философов). Но не как проявление дальнодействия (каковой аспект, видимо, берется Боллом за основу), а как проявление противоречивости картины мира (детерминированность, локальность, скорость распространения информации...). Речь о ЭПР экспериментах и квантовом компьютере. Связанность электронов в атоме, сколь-угодно большой молекуле, или в кристалле ни у кого интереса никогда не вызывала. То есть, Болл, имхо, спекулирует на ажиотаже эпр и кубитов. Что и есть признак желтизны.