Mechanika kwantowa widzialna gołym okiem odkryciem roku
Najważniejszym dokonaniem naukowym 2010 r. według redakcji tygodnika „Science” jest „maszyna kwantowa”. Eksperyment polegał na zmuszeniu przedmiotu widocznego gołym okiem, żeby zachowywał się jak cząstka elementarna.
Drugie miejsce w dorocznym rankingu przypadło sztucznej komórce, trzecie – zsekwencjonowaniu genomu neandertalczyka.
W marcu 2010 r. zespół fizyków pod kierunkiem Andrew Clelanda i Johna Martinisa z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Santa Barbara opublikował na łamach tygodnika „Nature” wyniki przełomowego eksperymentu. Wykorzystano półprzewodzący drucik, który miał długość równą grubości ludzkiego włosa, a więc był to przedmiot widoczny gołym okiem. Teoretycznie takie przedmioty powinny zachowywać się zgodnie z mechaniką klasyczną, obowiązującą w makroświecie. Naukowcy „zmusili” go jednak do zachowania zgodnego z mechaniką kwantową, obowiązującą w świecie cząstek elementarnych.
Mechanika kwantowa opisuje stany cząstek elementarnych w sposób sprzeczny ze zdrowym rozsądkiem. W świecie mechaniki klasycznej jest nie do pomyślenia, żeby ten sam stół czy to samo krzesło znajdowały się jednocześnie w pokoju i w kuchni. Natomiast zgodnie z zasadami mechaniki kwantowej cząstka elementarna może znajdować się jednocześnie w dwóch różnych miejscach.
Naukowcy z Kalifornii podczas eksperymentu schłodzili półprzewodnik do temperatury niemal zera bezwzględnego. Dzięki temu drucik znalazł się w stanie najmniejszej możliwej energii, podobnie jak struna w gitarze, która przestaje wibrować. Wówczas podnieśli poziom energii o najmniejszą możliwą porcję, czyli o kwant, wywołując w nim wibracje. Następnie wprowadzili „strunę” w stan tzw. superpozycji, właściwy dla świata cząstek elementarnych, kiedy dany obiekt posiada dwie właściwości naraz, teoretycznie wykluczające się. W tym przypadku były to dwa różne drgania na raz.
Drugie miejsce przypadło osiągnięciom laboratorium Craiga Ventera (Kalifornia), znanego badacza ludzkiego genomu, który jako jeden z pierwszych dokonał jego zsekwencjonowania. Tym razem jednak naukowcy posunęli się jeszcze dalej – sami zbudowali łańcuch DNA, składający się z 520 genów, niezbędnych do życia bakterii.
Następnie umieścili go w komórce bakterii usunąwszy jej naturalne DNA. Bakteria ta zaczęła się mnożyć i produkować inny zestaw białek. Venter ogłosił na łamach „Science”, że stworzył „sztuczne życie”.
W przyszłości naukowcy chcą projektować sztuczne genomy, które umożliwiałyby bakteriom efektywniejsze niż dotychczas wykonywanie różnych konkretnych zadań związanych np. z ochroną środowiska, energetyką czy przemysłem.
Strony: 1 2
Zaloguj się Logowanie