Şüurun mahiyyətini dərk etmək elmin ən çətin problemlərindən biridir. Bəzi elm adamları, kvant mexanikasının, xüsusən də kvant qarışmasının fenomeni açmaq üçün açar olduğunu irəli sürdülər .

İndi Çində bir araşdırma qrupu sinir liflərini əhatə edən miyelin qabığının içərisində çoxlu dolaşıq fotonun əmələ gələ biləcəyini göstərdi . Bu, indiyə qədər səs sürətindən aşağı olduğu düşünülən neyronlar arasında sürətli əlaqəni izah edə bilər , sinir sinxronizasiyasının necə baş verdiyini izah etmək üçün çox yavaşdır.

Qəzet Physical Review E jurnalında dərc olunub .

Yonq-Konq Çen Phys.org-a verdiyi açıqlamada, “Əgər təkamülün gücü uzaq məsafədə lazımlı hərəkət axtarırsa, kvant dolaşıqlığı bu rol üçün ideal namizəd olardı” dedi. Çen Şanxay Universitetinin Kəmiyyət Həyat Elmləri və Fizika Departamentinin Şanxay Mərkəzinin professorudur.

Beyin sinir toxumasının əsas komponentləri olan neyronlar arasında sinaps adlanan elektrik siqnallarını işə salaraq öz daxilində əlaqə qurur. Bu, şüurun (digər beyin işləri ilə yanaşı) arxalandığı milyonlarla neyronun sinxron fəaliyyətidir. Lakin bu dəqiq sinxronizasiyanın necə baş verdiyi məlum deyil.

Neyronlar arasındakı əlaqələrə aksonlar deyilir – elektrik naqillərinə bənzər uzun strukturlar – və onları örtən mielindən, lipidlərdən ibarət ağ toxumadan ibarət örtük (“qılıf”)dır.

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?gdpr=0&us_privacy=1—&gpp_sid=-1&client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=135&slotname=8188791252&adk=2329133447&adf=1857921027&pi=t.ma~as.8188791252&w=540&abgtt=6&fwrn=4&lmt=1724921128&rafmt=11&format=540×135&url=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fnews%2F2024-08-photon-entanglement-rapid-brain-consciousness.html&wgl=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTUuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTI3LjAuNjUzMy4xMjAiLG51bGwsMCxudWxsLCI2NCIsW1siTm90KUE7QnJhbmQiLCI5OS4wLjAuMCJdLFsiR29vZ2xlIENocm9tZSIsIjEyNy4wLjY1MzMuMTIwIl0sWyJDaHJvbWl1bSIsIjEyNy4wLjY1MzMuMTIwIl1dLDBd&dt=1724919648916&bpp=1&bdt=304&idt=343&shv=r20240827&mjsv=m202408280101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3D6bf3eefe49031f83%3AT%3D1721367059%3ART%3D1724920817%3AS%3DALNI_MacAfAOJA8VyURIyKJCZKOtEk96_Q&eo_id_str=ID%3D253fe466b124068d%3AT%3D1721367059%3ART%3D1724920817%3AS%3DAA-Afja3CR3UFVWEVuVSmzApOeu3&prev_fmts=0x0%2C1519x695&nras=2&correlator=5900157813193&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=1&u_h=864&u_w=1536&u_ah=816&u_aw=1536&u_cd=24&u_sd=1.25&dmc=8&adx=395&ady=1885&biw=1519&bih=695&scr_x=0&scr_y=0&eid=44759876%2C44759927%2C44759837%2C31086546%2C95338226%2C31086629&oid=2&pvsid=2637179047209350&tmod=2000646900&uas=0&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2F&fc=1920&brdim=-1%2C-1%2C-1%2C-1%2C1536%2C0%2C1538%2C818%2C1536%2C695&vis=1&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&bz=1&td=1&tdf=0&psd=W251bGwsbnVsbCwibGFiZWxfb25seV8xIiwxXQ..&nt=1&ifi=2&uci=a!2&btvi=1&fsb=1&dtd=M

Yüzlərlə təbəqədən ibarət olan miyelin aksonları izolyasiya edir, həmçinin onları formalaşdırır və aksonlara enerji verir. (Əslində, bu cür qabıqlar seriyası aksonun uzunluğu boyunca uzanır. Miyelin qabığının uzunluğu adətən təxminən 100 mikrondur və aralarında 1-2 mikron boşluq var.) Son sübutlar göstərir ki, mielin də bir-birləri ilə sinxronizasiyanın təşviqində mühüm rol oynayır. neyronlar.

Lakin siqnalların aksonlar boyunca yayılma sürəti səs sürətindən aşağıdır, bəzən çox aşağıdır – beynin edə biləcəyi bütün heyrətamiz şeylər üçün əsas olan milyonlarla neyron sinxronizasiyasını yaratmaq üçün çox yavaşdır.

Bu problemi həll etmək üçün Çen və həmkarları bu akson-miyelin sistemində kvant dolaşıqlığının sehrinə baxmayaraq, əlaqəli məsafələr arasında dərhal əlaqə saxlaya bilən dolaşmış fotonların olub olmadığını araşdırdılar.

Trikarboksilik turşu dövrü qida maddələrində saxlanılan enerjini sərbəst buraxır, infraqırmızı fotonlar şəlaləsi velosiped prosesi zamanı buraxılır. Bu fotonlar lipid molekullarındakı karbon-hidrogen (CH) bağlarından vibrasiya ilə birləşir və onları daha yüksək vibrasiya enerjisi vəziyyətinə həyəcanlandırır. Bağ sonra daha aşağı vibrasiya enerjisi vəziyyətinə keçdikdə, fotonlar kaskadını buraxır.

Çin qrupu miyelinlə əhatə olunmuş mükəmməl silindrə boşluq kvant elektrohidrodinamikasını tətbiq edərək, miyelin qabığının xarici divarının mükəmməl silindrik keçirici divar olduğunu əsaslı bir fərziyyə irəli sürdü.

Kvant mexaniki üsullardan istifadə edərək, onlar elektromaqnit sahələrini və boşluğun içərisindəki elektrik sahəsini, eləcə də fotonları kvantlaşdırdılar, yəni onların hamısını kvant obyektləri kimi qəbul etdilər və sonra bəzi sadələşdirici fərziyyələrlə nəticələnən tənlikləri həll etdilər.

Bunu etməklə, boşluqdakı maddə ilə qarşılıqlı əlaqədə olan iki foton sistemi üçün dalğa funksiyası verildi. Daha sonra elm polimatı Con fon Neyman tərəfindən hazırlanmış klassik entropiyanın genişlənməsindən istifadə edərək, onun kvant entropiyasını, nizamsızlıq ölçüsünü təyin edərək fotonların dolaşıqlıq dərəcəsini hesabladılar.

“Biz göstərdik ki, iki fotonun həqiqətən də bəzən daha yüksək dərəcədə qarışa bilər” dedi Çen.

Keçirici divar silindr daxilində mövcud ola biləcək elektromaqnit dalğa rejimlərini məhdudlaşdırır və silindri enerjisinin çox hissəsini içərisində saxlayan elektromaqnit boşluğa çevirir. Bu rejimlər boş məkanda mövcud olan davamlı elektromaqnit dalğalarından (“işıq”) fərqlidir.

Məhz bu diskret rejimlər mielin boşluğunda çox dolaşıq fotonların tez-tez istehsalı ilə nəticələnir və onların istehsal sürəti iki dolaşıq olmayan fotonla müqayisədə əhəmiyyətli dərəcədə artırıla bilər.

Dolaşma o deməkdir ki, iki foton vəziyyəti iki foton vəziyyətinin klassik birləşməsi deyil. Bunun əvəzinə, fotonlardan biri ilə ölçmə və ya qarşılıqlı əlaqə, nə qədər uzaqda olursa olsun, ikinci fotonun eyni xüsusiyyətinə dərhal təsir göstərir.

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?gdpr=0&us_privacy=1—&gpp_sid=-1&client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=135&slotname=8188791252&adk=2329133447&adf=2996406042&pi=t.ma~as.8188791252&w=540&abgtt=6&fwrn=4&lmt=1724921305&rafmt=11&format=540×135&url=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fnews%2F2024-08-photon-entanglement-rapid-brain-consciousness.html&wgl=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTUuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTI3LjAuNjUzMy4xMjAiLG51bGwsMCxudWxsLCI2NCIsW1siTm90KUE7QnJhbmQiLCI5OS4wLjAuMCJdLFsiR29vZ2xlIENocm9tZSIsIjEyNy4wLjY1MzMuMTIwIl0sWyJDaHJvbWl1bSIsIjEyNy4wLjY1MzMuMTIwIl1dLDBd&dt=1724919648917&bpp=1&bdt=304&idt=349&shv=r20240827&mjsv=m202408280101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3D6bf3eefe49031f83%3AT%3D1721367059%3ART%3D1724921129%3AS%3DALNI_MacAfAOJA8VyURIyKJCZKOtEk96_Q&eo_id_str=ID%3D253fe466b124068d%3AT%3D1721367059%3ART%3D1724921129%3AS%3DAA-Afja3CR3UFVWEVuVSmzApOeu3&prev_fmts=0x0%2C1519x695%2C540x135%2C1005x124&nras=3&correlator=5900157813193&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=1&u_h=864&u_w=1536&u_ah=816&u_aw=1536&u_cd=24&u_sd=1.25&dmc=8&adx=395&ady=3751&biw=1519&bih=695&scr_x=0&scr_y=996&eid=44759876%2C44759927%2C44759837%2C31086546%2C95338226%2C31086629&oid=2&psts=AOrYGsm6g7124syNcN6diR-q1C-FCPhfli5DeMgQEIe9tNfQlx5w-GkCzc6ciQhC50sfNkDe8SjQtVVMuxUlLZEnM7IcDhoZV3F6JMkqrDovS3mkmx8ApA%2CAOrYGsnjEN54ExstQKnEQShhv0okeT-AN0ku4bxBcyIFkPhtj-aKIdOgQifsRlmMexShoUKE4oWJT2eUSV0erqpYMa4t0K8s&pvsid=2637179047209350&tmod=2000646900&uas=3&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2F&fc=1920&brdim=-1%2C-1%2C-1%2C-1%2C1536%2C0%2C1538%2C818%2C1536%2C695&vis=1&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&bz=1&td=1&tdf=0&psd=W251bGwsbnVsbCwibGFiZWxfb25seV8xIiwxXQ..&nt=1&ifi=3&uci=a!3&btvi=3&fsb=1&dtd=M

Üzvləri bir-birindən 1000 km-dən çox məsafədə olan sistem üçün dolaşıqlıq nümayiş etdirilmişdir . Klassik fizikada buna bənzər bir şey yoxdur; bu, sırf kvant hadisəsidir. Burada dolaşıqlıq, akson uzunluğunun seqmentlərini əhatə edən miyelinin bölmələri boyunca daha sürətli siqnal vermə ehtimalını artıracaq.

Müəlliflər yazırlar ki, bir ehtimal, fotonların dolaşıqlığının neyrondakı kalium ion kanalları boyunca dolaşıqlığa çevrilə bilməsidir. Əgər belədirsə, bir kanalın açılması və bağlanması başqa yerdə başqa bir kanalın fəaliyyətinə təsir göstərə bilər.

Chen Phys.org-a bildirib ki, onların nəticəsi mövcud olan, lakin hələ də çox sirli olan iki fenomenin birləşməsidir: şüur ​​(kvant şüuru bir yana qalsın) və kvant dolaşıqlığı .

“Birbaşa əlaqənin olduğunu söyləməyəcəyik. Bu ilkin mərhələdə bizim əsas məqsədimiz çoxsaylı neyrobioloji proseslərə təsir edən sinir sinxronizasiyasının mümkün mexanizmlərini müəyyən etməkdir. Bu iş vasitəsilə biz daha yaxşı başa düşməyə ümid edirik.”

Daha çox məlumat: Zefei Liu və digərləri, Miyelin qabığında dolaşıq bifoton nəsli, Fiziki İcmal E (2024). DOI: 10.1103/PhysRevE.110.024402 . arXiv -də : DOI: 10.48550/arxiv.2401.11682

Jurnal məlumatı: Physical Review E , arXiv