تاردیگرادها (جانداران میکروسکوپی که به دلیل ظاهر خاص خود، خوکچه های خزه ای نامیده می شوند) برای مطالعه علمی در معرض شرایط سختی قرار گرفته اند. این موجودات فوق العاده انعطاف پذیر از یک تفنگ شلیک می شوند، در آب جوش غوطه ور می شوند، در معرض اشعه ماوراء بنفش شدید قرار می گیرند و حتی (به طور تصادفی) روی ماه فرود می آیند. همه اینها برای آزمایش “تن” شما انجام می شود، مکانیزم بقای که در آن تاردیگریدها به کره های کم آب منقبض می شوند و به طور نامحدود عملکردهای بیولوژیکی خود را خاموش می کنند تا در شرایط محیطی بسیار نامطلوب مقاومت کنند.
محققان اکنون دیرگرادها را در معرض کمترین دما و فشاری قرار داده اند که در آن زنده می مانند. این نه تنها برای آزمایش محدودیت‌های بیولوژیکی این موجودات انجام شد، بلکه برای بررسی اینکه آیا تاردگراد منجمد می‌تواند در دو مدار کوانتومی تودرتو همگرا شود و سپس به حالت فعال خود بازگردد، انجام شد.
نتایج، که در مقاله جدیدی در پایگاه داده ArXiv از مقالات منتشر شده قبلی گزارش شده است، نشان می دهد که بله، دانشمندان می توانند «درهم تنیدگی کوانتومی موقت» را به فهرست رو به رشد توانایی های دیرگرم اضافه کنند. با این حال، پاسخ های اولیه به مقاله با یافته های او در تضاد بود.
اگر یافته‌ها در نهایت مورد بررسی قرار گیرند، این آزمایش اولین بار است که یک موجود زنده درهم تنیدگی کوانتومی را تجربه می‌کند. درهم تنیدگی کوانتومی پدیده عجیبی است که معمولاً به کوچکترین ذرات زیر اتمی محدود می شود.
حرکت شبح وار در خوکچه های خزه ای
پدیده درهم تنیدگی کوانتومی آنقدر عجیب است که حتی آلبرت انیشتین نیز نسبت به آن بدبین بود و این فرآیند را “عمل شبح وار در فاصله” نامید. این اثر زمانی رخ می دهد که دو ذره بسیار کوچک زیر اتمی به گونه ای کنار هم قرار گیرند که تغییر در اسپین یا تکانه یک ذره، ذره دیگر را به همان شیوه تغییر دهد. حتی زمانی که دو ذره با فواصل بسیار زیاد از هم جدا شوند.
این تأثیر می تواند فراتر از قلمرو زیراتمی باشد و دانشمندان در مقاله ای که در شماره 2018 مجله ارتباطات فیزیک منتشر شد به دنبال اثبات آن بودند. محققان دریافتند زمانی که فرکانس نور متمرکز در یک محفظه آینه‌ای با فرکانس الکترون‌های موجود در مولکول‌های فتوسنتزی باکتری مطابقت داشته باشد، یک باکتری فتوسنتزی خاص می‌تواند با فوتون‌های نور مخلوط شود.
نویسندگان مقاله جدید arXiv تصمیم گرفتند آزمایش کنند که آیا ارگانیسم چند سلولی مانند Tardigrid می تواند چنین رابطه ای را ایجاد کند یا خیر.
در آزمایش خود، محققان سه تاردیگراد را از ناودان سقف در دانمارک جمع آوری کردند. اندازه تاردیگرادهای فعال از 0.2 تا 0.45 میلی متر متغیر بود. با این حال، پس از اینکه محققان تاردیگرادها را منجمد کردند و آنها را نرم کردند، اندازه این حیوانات به یک سوم زمان فعالیت آنها کاهش یافت. سپس محققان تاردیگرادها را بیشتر منجمد کردند و آنها را تا نزدیک به صفر مطلق منجمد کردند، سردترین دمایی که دیرگریدها در معرض آن قرار گرفتند و توانستند زنده بمانند.
محققان هر تاردیگراد را بین دو صفحه خازن مدار ابررسانا قرار دادند و یک بیت کوانتومی یا «کیوبیت» را تشکیل دادند. کیوبیت واحدی از اطلاعات مورد استفاده در محاسبات کوانتومی است.
زمانی که تاردگرید با کیوبیت (کیوبیت B) تماس پیدا کرد، فرکانس تشدید کیوبیت را تغییر داد. سپس این ترکیب تاردیگرید-کیوبیت به مدار بسته دوم (کیوبیت A) متصل شد تا دو کیوبیت در هم پیچیده شوند. در چند آزمایش بعدی، محققان مشاهده کردند که فرکانس کیوبیت و تاردیگرید با یکدیگر متفاوت بوده و مانند یک سیستم تو در تو سه بخشی رفتار می کنند.
هفده روز پس از رنگ آمیزی دیرگرادها، محققان به آرامی آنها را گرم کردند تا دوباره زنده شوند. یکی از تاردیگریدها به حالت فعال برگشت، در حالی که دو تاردیگرید دیگر مردند.
محققان ادعا می کنند که تاردیگرید زنده مانده اساساً اولین حیوان در طول تاریخ است که درهم تنیدگی کوانتومی را تجربه کرده است. محققان در مقاله خود به این نتیجه رسیدند:
در حالی که می‌توانیم نتایج فیزیکی مشابه اجسام بی‌جان با ترکیب دیرگراد مشابه را انتظار داشته باشیم، تأکید می‌کنیم که درهم تنیدگی در کل ارگانیسم دیده می‌شود، که پس از آزمایش عملکرد بیولوژیکی خود را حفظ می‌کند. در این میان، تاردیگرید از طولانی ترین و نامطلوب ترین وضعیت خود جان سالم به در برده است.
در حالی که این مقاله هنوز توسط کارشناسان بررسی نشده است، واکنش های اولیه جامعه علمی انتقادی بود. داگلاس ناتلسون، رئیس دپارتمان فیزیک و نجوم در دانشگاه رایس در تگزاس، در وبلاگ خود نوشت که آزمایش تاردیگرید به طور قابل قبولی با کیوبیت مشبک نیست. ناتسلسون می نویسد:
کاری که نویسندگان انجام دادند این بود که یک tardigrade روی قسمت های خازنی یکی از دو کیوبیت ترکیبی قرار دادند. تاردیگرید عمدتاً از آب یخبندان تشکیل شده است، جایی که به عنوان عایق عمل می کند و فرکانس تشدید کیوبیت روی آن را تغییر می دهد. این به معنای سردرگمی نیست.
بن بروبیکر، نویسنده علمی و فیزیکدان سابق، با این موضوع موافق بود. بروبیکر توییت کرد:
کیوبیت یک مدار الکتریکی است و قرار گرفتن تاردیگراد در اطراف آن بر اساس قوانین الکترومغناطیس که بیش از 150 سال است می شناسیم، بر آن تأثیر می گذارد. قرار دادن ذرات گرد و غبار در نزدیکی کیوبیت نیز همین اثر را خواهد داشت.
البته، چه تاردیگرید از کیوبیت‌هایی که به آنها متصل است، ارواح را تجربه کند یا نه، این مطالعه نشان می‌دهد که خوک‌های کلپ انعطاف‌پذیرتر از آنچه قبلا تصور می‌شد هستند، و این آزمایش حداقل باید یادآوری باشد که تاردیگریدها نیز طبیعی هستند. به اندازه کافی جذاب