Домой » НОВОСТИ » Квантовая запутанность обернулась клеем для ДНК

Квантовая запутанность обернулась клеем для ДНК

Запутанность в квантовой механике

Квантовая механика уже достаточно глубоко проникла в смежные научные области. В попытке объяснить в терминах квантовой теории саму жизнь она даже породила свою собственную биологию. Но до сих пор никто не решался прямо утверждать, что эффект запутанности лежит в самой сердцевине живых существ – внутри спирали ДНК. Новорождённая квантовая биология (quantum biology) официально не признана научной дисциплиной. Однако она уже превратилась в одну из самых интересных и захватывающих тем передовых исследований. Например, раскрывающих важную роль квантовых эффектов в ряде биологических процессов, как в фотосинтезе. Новое исследование провела группа физиков из Национального университета Сингапура (NSU). Элизабет Рипер (Elizabet Rieper) и её коллеги исходили из того, что двойная спираль ДНК не распадается именно благодаря принципу квантовой запутанности (сцепленности). Чтобы проверить свою смелую теорию, учёные построили упрощённую теоретическую модель ДНК на компьютере. В ней каждый нуклеотид состоит из облака электронов вокруг центрального положительно заряженного ядра. Это "негативное" облако может двигаться относительно ядра, создавая диполь. При этом смещение облака туда и обратно приводит к образованию гармонического осциллятора. Рипер с коллегами заинтересовались, что же произойдёт с колебаниями облаков (фононами), когда пары оснований создадут двойную спираль ДНК. По мнению учёных, при формировании пар нуклеотидов их объединённые облака теоретически должны колебаться в противоположном направлении с облаком от соседней пары, чтобы обеспечить стабильность всей структуры. Поскольку фононы по сути являются квантовыми объектами, они могут существовать в виде суперпозиции состояний и умеют "запутываться". Учёные начали с того, что предположили отсутствие любых тепловых эффектов, влияющих на спираль извне. "Очевидно, что цепочки попарно связанных гармонических осцилляторов могут быть запутаны лишь при нулевой температуре", – говорит Рипер. На рисунке изображён эскиз базовой пары нуклеотидов ДНК. Положительно заряженное ядро обозначено красным, отрицательное внешнее электронное облако – сине-жёлтым. В положении равновесия центр обеих частей совпадает, так что никакого постоянного диполя не образуется (иллюстрация Rieper et al.)."][/caption] В своей пока неопубликованной научными изданиями статье физики приводят доказательство, что эффект запутывания в принципе, может возникнуть и при комнатной температуре. А возможно это потому, что длина волны у описанных фононов близка к размерам спирали ДНК. Это позволяет формироваться так называемым стоячим волнам (феномен, известный как фононный захват). После этого фононы не могут "сбежать". Данный эффект не будет иметь особенного значения для гигантской молекулы, если только он не распространяется на всю спираль. Однако компьютерное моделирование, проведённое Рипер со товарищи, де

comments powered by HyperComments
ludmilasj
2010-07-17 23:09:03
<p>Привет, Ростислав! <span style="color: #333399;">А общая картина всех таких колебаний в ДНК описывается квантовыми законами: вдоль всей цепочки нуклеотиды-осцилляторы колеблются синхронно – это проявление квантовой сцепленности. Общее же движение спирали оказывается равным ну<span style="color: #333399;">л</span></span><span style="color: #333399;">ю</span>. Для меня слова - КВАНТОВАЯ СЦЕПЛЕННОСТЬ – аналогичны слову – БЕСКОНЕЧНОСТЬ. <span style="color: #333399;">Колеблются СИНХРОННО – общее  ДВИЖЕНИЕ спирали оказывается РАВНЫМ НУЛЮ.</span> Это аналог – Покой в Движении. Еще одно подтверждение, что Фундаментальные Законы не могут быть громоздкими и запутанными – в обыденном понимании запутанности.</p>
Alina
2010-07-18 02:02:31
<p>Всё во Всём. Матрица Мироздания) <em><span style="color: #ff0000;">“Мир по всем своим отделам представляет живую арифметику в своем поступательном развитии и реализованную геометрию в своем покое”.</span></em></p>