Pull to refresh

Comments 32

С резонансом при туннелировании неожиданно…
Интересно, где в природе такое встречается, чтоб на макромасштабе был эффект.

Ну чтоб прям кошелек телепортнулся в карман к соседу, это навряд ли, скорее используется суммарный эффект от множественных туннелирований в микромире, например в электронике, еще в химии это частое явление, в частности касательно биосистем, это может стать причиной мутаций — чем не макропроявление

Да, просто тунельный эффект несложно найти, но я про резонанс волновой функции на двойном барьере… Избирательный барьер получается, обычные частицы фильтрует, а резонансные — нет.

Не, смотрите, у некоторых частиц при определенных энергиях тоже есть шанс проскочить, хоть и меньший чем отразиться. А вот если частица с четко резонансной (для конкретной системы) энергией, то она проскакивает без вопросов. Довольно прикольно получается, когда в бутерброде из диэлектриков, в эдакой многослойной последовательности преград есть несколько лазеек, которые существуют как раз из-за того, что этих преград много

А вот если частица с четко резонансной (для конкретной системы) энергией, то она проскакивает без вопросов


это именно одно значение энергии или таких значений несколько для одной системы?

Может быть несколько; так на графике какой-то двухбарьерной штуки видел четыре резонанса, причем самый первый был раз в десять ниже высоты барьера

значения эти получаются, когда длина волны кратна промежуткам?

Там главное, если к графику присмотреться, чтобы волновая функция (или квадрат амплитуды вероятности) достигал максимальной амплитуды в момент касания с барьером. А что-чему кратно, это кстати хороший вопрос — Вот здесь есть аналитическое выражение, можно будет коэффициент отражения приравнять нулю и получить уравнение, которое будет давать точные значения резонансов для систем с прямоугольными стенками. Вот только оно по ходу будет трансцендентным, но все же...

Вот несколько резонансов, но в книге не сказано, что за вещества

в частности касательно биосистем, это может стать причиной мутаций — чем не макропроявление

А может ли? Если правильно понимаю в одной молекуле ДНК триллионы элементарных частиц, вероятность, что квантовые эффекты одной частицы вызовут мутацию у любого живого существа (особенно учитывая системы резервирования) — вероятно очень-очень маленькая, а может быть вообще околонулевая.

Ну вот туннелирование электрона в ферментативном катализе играет большую роль, но это, как я упоминал, суммарный эффект. А с ДНК все интересней: пары оснований держатся водородными связями, и вдоль такой связи можно построить энергетический ландшафт, что-то типа такого
image
просто две ямки с барьером. И протон будет в правой, так как это энергетически выгоднее. Но он может туннелировать, прям как выше разбиралось, и попасть в менее глубокую ямку. И вот, во время репликации, полимераза может натолкнуться на такую выщерблину, которая не захочет комплиментарно спариваться, что и приведет к мутации, а то и к раку

Все же мутация в общем смысле это закрепленное изменение генотипа. На уровне организма клеток-мутантов огромное количество и как правило мутации не играют особой роли (если происходят в не значимых для клетки районах ДНК), но это тоже не важно. В клетках обычно происходят процессы репарации, поэтому разрыв какой-то одной связи особого вреда не принесет. Вообще репликация ДНК очень хорошо защищенный процесс так как факторов способствующих повреждению большое количество (ионизирующее излучение, ультрафиолет, химические реакции и т.д.), а процесс протекает с достаточно маленьким количеством отклонений. В общем как одно из составляющих комплексного фактора можно представить, но на мой взгляд не основной. (PS статья интересная, но некоторые заключения очень дискутабельны, к тому же из абстракта не ясно что означает «tunneling sensitive» в кавычках).

Да понятное дело, что, по большей части, в сложных нелинейных системах для значимого события нужно наложение кучи факторов, просто нужно было привести понятное макропроявление. По мне, так показательный пример, что в уязвимом месте происходит событие сугубо квантовой природы, которое в принципе описывается простыми уравнениями, и приводит к бесконтрольной репликации маленьких химических машин, что становится ощутимым на макроуровне и влияет на судьбу человека.

Интересно, можно ли представить реализацию эффекта туннелирования при передачи нервного импульса?

Для самой передачи навряд ли, но можно посмотреть подробней на химию клапанов качающих ионы, а тем более на нейромедиаторы. Только начал входить в квантовую химию, и там все гораздо круче, чем в физике кристаллов: вроде и измерение протекает постоянно и повсеместно, но с другой стороны туннелирование и прочие квантовые эффекты тоже успевают происходить.

Я подумал, что сопротивлением пре- и постсинаптической мембран в электрическом синапсе является своего рода барьером (хотя этих синапсов в ЦНС не очень много), плюс проявления квантовой химии в химических синапсах превращают ЦНС в квантовую вычислительную машину, которая в рамках процессов восприятия оценивает вероятность соответствия внутренней модели внешним данным и что-то делает в ходе процессов принятия решений в целях уменьшения внутренней энтропии. В квантовой физике/химии я не сильно понимаю, но сама идея мне показалась интересной.

Хах, тут как раз недалеко обсуждают квантовое сознание, но там как всегда на квантовые эффекты спихивают все подряд. Для процессов в мозгу, опять-таки, будут только суммарные эффекты, состоящие в некой узко-специфичной химии, но без мизерного вклада которых, система перестанет функционировать как прежде, по типу электроники обученной на генетических алгоритмах

Да, зволюция схем на FPGA-чипах — это очень круто, как с точки зрения самого подхода к разработке устройств, так и с точки зрения внезапного использования «невидимых» особенностей. Осталось только разработать язык программирования общего назначения для «обобщенного эволюционного программирования» и совместить эти технологии (видел такие штуки, Эволюционные вычисления: учим табуретку ходить, но это слишком узко). При этом не думаю, что наличие квантового компьютера является необходимым условием для создания недетерминированных эволюционирующих вычислительных машин.
Тоже что-то не смог найти сам текст статьи. Но вообще, точечные мутации из-за таутомерии ДНК вроде бы достаточно известная идея.
в макромире волны обтекают препятствия :)
Мигранты пересекают границу незаконно… почти уверен, там есть математическая аналогия с зависимостью коэффициента проникновения от ширины и высоты барьера

Если применить этот подход к стационарному уравнению Шредингера, то мы получим S = const, а значит v = 0. Получается, что частица просто покоится в центре ядра? Это крайне странное поведение частицы.

Отчего же? Возьмите уравнение Шредингера из начала статьи, и подставьте S=const. Получится стационарное уравнение Шредингера для R, решением которого будут уровни энергии, все как положено.

Я не утверждал, что решений не получится. Я утверждал, что v=0 в этом случае, что не является физичным.

Но ведь нет, V не равно нулю. R же не константа. Берете уравнение 2 из статьи (там, где для S и R), подставляете S=const, и получается стационарное уравнение Шредингера для R.

Под v я имел в виду скорость, не потенциал.


v = U = grad S/m = 0

Ааа, ясно. Да, это веселое следствие пилот-волны. В изолированном атоме электрон, действительно, находится в покое (но не в центре). Его энергия при этом (решение стационарного УШ) сохраняется в квантовом потенциале.

Зато не излучает и не падает на атом. С другой стороны, странно ожидать скорость в решении уравнения, которое получено в результате факторизации эволюционной зависимости на координатную и временную части. Другой вопрос, что если явно вернуть время, электрон все также будет стоять, но вроде всякие флойдовские траектории утрясают вопрос. Надо будет как-нибудь порисовать это дело, спасибо что напомнили ( хотя было подобное)

Согласен! Так-то меня это в целом не смущает, просто несколько контринтуитивно. Но это ж кванты.
Недавно натыкался на видео о возможности отправить сообщение в прошлое с помощью эксперимента с двумя щелями.
Это невозможно. Путешествия во времени (включая передачу информации) невозможны без всяких черных дыр и прочих мостов ЭР.
Sign up to leave a comment.

Articles