Квантовые эффекты в биологии
23 Июль 2011 00:01 #65
В теме про перенос заряда в днк в разделе биофизика. Между прочим второй ответ прислан одним из разработчиков лучшей российской программы для моделирования методом молекулярной динамики. Профессионал. Это уже в ответ на реплику Хайдука
Квантовые эффекты в биологии
23 Июль 2011 01:02 #69
Сегодня 04:38:15 Автор: limarodessa
Кстати Мит (и все читающие эту тему) обратите внимание - я отвечал не позднее чем через 20 минут после того как постил Мит. Это при том то что я спал - на долготе Украины сейчас ночь. Но я почему то два раза (после каждого поста мита) просыпался в холодном поту и бежал к компу... никто не находит в этом ничего странного ? Как я мог чувствовать что в теме запостили ?
Отредактировано limarodessa (Сегодня 04:42:30)
Больной и доктор:
Д: Ну что ? Что беспокоит ?
Б: Знаете, доктор! Меня в последнее время что-то сильно беспокоит. Иногда просыпаюсь посреди ночи в холодном поту и не понимаю, в чём дело ? Что случилось?
Д: Сестра ! Выпишите рецепт на пурген - по 1-й таблетки после еды, пить - неделю. Теперь хоть будете знать, что Вас беспокоит...
Квантовые эффекты в биологии
12 Сен 2011 05:41 #74
limarodessa написал(а):
Relations occur on all levels of systems. Following a major assumption of generalized quantum theory, namely that the principles of quantum mechanics will occur on higher system levels as well, it was investigated in an a posteriori analysis of pre-existing data whether relational patterns found for two-photon experiments are similarly performed by two cell-populations. In particular, the typical pattern in outcomes of two-photon entanglement experiments was extrapolated to discover similar patterns of relationships in the cellular biological system of the Ciliate Paramecium caudatum. In the former case we find one photon assuming a particular state when being measured and the other assuming a correlated state with regard to the first particle. From a perspective of degrees of freedom (df) the author interprets this outcome as follows: Each particle has only one df for assuming a particular state (e.g. its spin). When measured this is leading to a pattern: They use their two degrees of freedom for establishing a relation among them (particle-to-particle) and for a relation with the environment (particle-to-measurement). If this pattern is unique then we should find it also in cell-to-cell relationships. It was suggested to consider causations in cell-to-cell relations as the analogue to the relationship between the quantum particles (see above) and the dependence of repeating the experiments as the analogue to the measurement event in the quantum experiment. It was hypothesized that in a relational system of two cell populations only one should be sensitive to the repetition of the experiment. The other population, however, should establish a relation with the first one. Since the author had successfully performed experiments with pairs of cell populations that were separated with glass barriers from each other but having effects on each other (Fels in PLoS One 4:e5086, 2009), the system was perfectly well suited for testing the hypothesis. The assessed cell variable was cell division. An a posteriori analysis of three similar experiments confirmed that when populations were in a relation with each other, only one of them stood in relation with the repetition of the experiment.
Квантовые эффекты в биологии
12 Сен 2011 07:24 #75
ППГ написал(а):
Это уже совсем близко нам.
ППГ легко вводит в свои как бы «научные» тексты слова и термины, которые непонятны даже ему самому. Например: «воблирование», «биокомпьютинг», «квазиматрица» и т. п.
Эффект Казимира заключается в том, что нулевые (то есть приравниваемые к нулю) флуктуации энергии физического вакуума способны порождать не предусмотренные традиционной физикой макроскопические взаимодействия, которые вынуждают притягиваться две близко расположенные медные пластинки. Между медными пластинками спектр нулевых флуктуаций искажается, и в нём остаются лишь волны (порождаемые флуктуациями вакуума), длины которых меньше ширины зазора между пластинками. В результате возникает сила внешнего давления, вынуждающая пластинки притягиваться друг к другу (обычно при температурах, близких к абсолютному нулю).
Без привлечения квантовой теории объяснить этот эффект невозможно — расстояние между зеркалами достаточно велико, чтобы исключить межмолекулярные и поверхностные силы.
Ну а критический эффект Казимира — это классический аналог квантового явления. В нем эффект наступает не между металлическим пластинами при температурах, близких к абсолютному нулю, а в смешанных жидкостях, находящихся вблизи критической точки двухфазного равновесия жидкость — пар. Жидкость, приближающаяся к критической точке, постепенно разделяется на составляющие, размер и форма которых меняются хаотически, подобно флуктуациям электромагнитного поля в вакууме. Критический эффект Казимира был предсказан в 1978 году Майклом Фишером.
Подобно квантовому эффекту Казимира, две твёрдые поверхности, помещённые рядом в такой жидкости, будут накладывать на неё определённые граничные условия, поскольку только одна фаза жидкой смеси может граничить с ними. В результате между пластинками возникает притягивающая сила.
Немного истории. Эффект, предсказанный голландским физиком Хендриком Казимиром в середине прошлого века, экспериментально был подтверждён лишь в конце 1990-х. Однако ещё до того возникли подозрения о его возможных биологических приложениях. Симон Шноль, работая над докторской диссертацией «Спонтанные обратимые изменения препаратов мышечных белков», обратил внимание на то, что в организмах двух живых подопытных кроликов одновременно измеряемые скорости биохимических процессов имели вроде бы случайный характер, но были очень схожими. Опыты с изолированными ферментами, собственно, и управляющими биохимическими реакциями, дали тот же результат. Скорости ферментативных реакций in vitro изменялись почти синхронно не только в разных частях одного и того же реакционного сосуда, но и в растворах, удалённых друг от друга на значительные расстояния. Учёный назвал это явление «макрофлуктуациями» и предположил их связь с существованием на макроскопическом уровне эффекта, подобного эффекту Казимира (и действующего при обычных температурах), нажив множество оппонентов (в российском научном мире).
Теперь, по всей видимости, этот жребий выпал западным биологам.
В 2008 году биофизик Сара Витч из Корнеллского университета (США) вместе с коллегами обнаружила небезынтересное явление. При температурах выше 25 C мембраны клеток, взятых (и изолированных) от живых млекопитающих, существуют в одной фазе состояния жидкости, в то время как ниже этой температуры их компоненты разделяются на две фазы, представленные в различных видах липидов и протеинов. Упрощая, можно сказать, что эти жидкостные фазы чем-то напоминает нефть и воду — и то, и другое — жидкости, но не смешиваются между собой, при формально сходном химическом составе.
Группа г-жи Витч выяснила, что точно в критической точке перехода между этими состояниями (при 25 C) в мембранах образуются небольшие островки флуктуаций, размерами всего в несколько микронов.
Дальнейшие исследования показали, что определённые виды протеинов в мембранах притягиваются к одной из фаз жидкости, в то время как остальные — к другой. Смысл процесса вроде бы сводился к отделению одних протеинов от других. Но он также являлся сигнальной трансдукцией, передачей сигнала о химическом состоянии среды, окружающей клетку. Итак, флуктуации в моменты критической температуры служат для обеспечения сигнализации клетки о тех или иных явлениях окружающей среды.
«Мы обнаружили, что, настраиваясь по критичности, клетки выстраиваются таким образом, чтобы дальнодействующие силы действовали между [их] протеинами», — замечает г-н Мачта.
Такой масштаб влияния критического эффекта Казимира на клетки при комнатной температуре, разумеется, крайне неожидан, и не надо быть провидцем, чтобы предсказать, что критиковать исследователей будет не меньше, чем в свое время Симона Шноля.
Учёные полагают, что одним из конкретных проявлений сил Казимира в клетке является реакция низкохолестериновых клеток, упорно не поглощающих холестерин даже при тесном соседстве с ним (отталкивание «чужих»). Они также считают, что эти же силы вовлечены в процесс… чихания и аллергической реакции. Когда протеины в иммунной клетке реагируют на аллерген, такой как пыльца, они собираются благодаря эффекту Казимира вместе, и процесс «группировки» как-то страгивает гистамины, которые вызывают чихание.
Квантовые эффекты в биологии
11 Окт 2012 21:16 #80
PauLita написал(а):
ППГ легко вводит в свои как бы «научные» тексты слова и термины, которые непонятны даже ему самому. Например: «воблирование», «биокомпьютинг», «квазиматрица» и т. п.
Без подобных квазинаучных слов бессмысленность текстов станет уж слишком очевидной. А так всегда можно недостающий смысл предложить поискать в разных возможных значениях этих слов.
Квантовые эффекты в биологии
11 Окт 2012 21:20 #81
Vladimirovich написал(а):
Эффект Казимира заключается в том, что нулевые (то есть приравниваемые к нулю) флуктуации энергии физического вакуума способны порождать не предусмотренные традиционной физикой макроскопические взаимодействия, которые вынуждают притягиваться две близко расположенные медные пластинки. Между медными пластинками спектр нулевых флуктуаций искажается, и в нём остаются лишь волны (порождаемые флуктуациями вакуума), длины которых меньше ширины зазора между пластинками. В результате возникает сила внешнего давления, вынуждающая пластинки притягиваться друг к другу (обычно при температурах, близких к абсолютному нулю).
Странное ощущение вызывает текст даже о столь известном физикам явлении. Как-будто студент двоечник пытается навешать лапшу.
С какого перепугу надо приравнивать нулевые флуктуации к нулю, например. А к аш пополам он не хочет приравнять нулевые флуктуации?
Квантовые эффекты в биологии
12 Окт 2012 12:53 #83
С какого перепугу надо приравнивать нулевые флуктуации к нулю, например. А к аш пополам он не хочет приравнять нулевые флуктуации?
Вот уж воистину тогда придется признать (как в известной дуэли), что нулевые это больше чем ничего.
Журналюги часто делают это
напомнило, как меня трижды заставили переписать давнишнее обсуждение (осуждение) союза нового трудовым коллективом (из 140 только 4 воздержались, ЗА - никого), и когда заметка приобрела существенный налёт дибелизма - тогда ее и опубликовали. Хоть в примере и не физика, но тендеция просматривается. Это называется умение работать с ...
Группа исследователей (Северо-Западный университет, США) создала квантовую запутанность в биологической системе. Открытие относится к фундаментальным знаниям в области биологии и, с высокой вероятностью, даст возможность создавать «живые» инструменты, которые используют паттерны квантовой механики.
Исследователи из Северо-Западного университета заинтересовались, можно ли построить квантовую машину на биологическом субстрате. Для этого они использовали зеленые флуоресцентные белки, которые отвечают за биолюминесценцию и широко используются в биомедицинских исследованиях. Команда попыталась запутать фотоны, генерируемые флуоресцирующими молекулами внутри бочкообразных белков водорослей, подвергая их спонтанному четырехволновому смешению. Итогом стала успешная поляризация (один из видов запутывания) пары фотонов — это означает, что направления колебаний световых волн в них оказались связаны. Белки, окружавшие флуоресцирующие молекулы, защищали запутывание от разрушения
Доказав возможность квантового запутывания биологических частиц, исследователи планируют в дальнейшем создать биологический субстрат для квантовой машины и определить, будет ли он работать эффективнее, чем синтетический.
Recent development of spectroscopic techniques based on quantum states of light can precipitate many breakthroughs in observing and controlling light-matter interactions in biological materials on a fundamental quantum level. For this reason, the generation of entangled light in biologically produced fluorescent proteins would be promising because of their biocompatibility. Here we demonstrate the generation of polarization-entangled two-photon state through spontaneous four-wave mixing in enhanced green fluorescent proteins. The reconstructed density matrix indicates that the entangled state is subject to decoherence originating from two-photon absorption. However, the prepared state is less sensitive to environmental decoherence because of the protective β-barrel structure that encapsulates the fluorophore in the protein. We further explore the quantumness, including classical and quantum correlations, of the state in the decoherence environment. Our method for photonic entanglement generation may have potential for developing quantum spectroscopic techniques and quantum-enhanced measurements in biological materials.
Квантовые эффекты в биологии
28 Дек 2017 15:59 #86
Как неспециалист по нерусским буквам, глянул через ГУГЛ по ссылке:
Недавняя разработка спектроскопических методов, основанных на квантовых состояниях света, может ускорить многие прорывы в наблюдении и контроле взаимодействия светового вещества в биологических материалах на фундаментальном квантовом уровне. По этой причине генерация запутанного света в биологически продуцируемых флуоресцентных белках была бы многообещающей из-за их биосовместимости. Здесь ... Читать дальше >>
Утешает фундаментальный уровень..., удручает частота цитирования, ну и ТРЕТЬЕ: поживем - увидим, можно и кнс=каждый назовет свое, мое такое, как в анекдоте: ... вздохнул ... и сказал, наверное не доживу...
Квантовые эффекты в биологии
30 Окт 2018 12:15 #88
ну вот верхнее смахивает на что-то серьёзное, в отличие от пурги разводимой ув. Петровичем с жуликами от физики Шиповым с Максименким (кто недаром сюды боятся заглянуть )
) 