Хотя большинство из нас слышали о квантовой физике только из просмотра Теории большого взрыва , неделя изучения ядерной физики в математике привела к увлечению квантовой физикой — и тем, играет ли она роль в работе мозга — доктора философии UKZN Бетони Адамс.

Исследование Адамс и ее руководителя, профессора Франческо Петруччоне, было отражено в передовой статье журнала Physics World, январский выпуск «Свет разума: связана ли квантовая физика с сознанием?».

Адамс, которая защищает докторскую диссертацию по физике в Центре квантовых технологий Университета Квазулу-Натал (UKZN), начала со степени бакалавра физики и английской литературы в Университете Кейптауна (UCT), за которой последовала степень магистра. на английском, прежде чем услышать о группе квантовых исследований в UKZN.

На этой неделе она сказала: «Когда я посетила группу, мне очень понравились люди, а также их исследования, которые привели к получению степени магистра физики в UKZN».

Адамс, который вырос на ферме в Эсткуре, сказал: «Я всегда был очарован живыми существами и светом, поэтому мне очень повезло, что я смог объединить эти интересы в своих исследованиях.

«Мне не особенно нравилась физика в школе, но я, кажется, помню, что мы потратили неделю или около того на ядерную физику в математике.

«Я чувствовал, что мне открыли окно в тайную жизнь всех непостижимых объектов вокруг меня. Я думаю, что это чувство удивления лежит в основе моего решения заняться физикой».

Комментируя январскую статью в Physics World, Адамс сказал: «В моем исследовании рассматривается вопрос о том, могут ли квантовые эффекты играть роль в работе мозга. Статья в Physics World охватывает ряд возможных квантовых эффектов, но мое исследование PHD сосредоточено на квантовых эффектах. запутывание нейронов и то, как на это могут повлиять фармацевтические препараты, такие как литий.

«Очень просто, это запутывание, которое можно объяснить как особый вид связи между нейронами, измеряется через свойство спина. Спин описывает, как квантовые частицы, такие как электроны и ядра, ведут себя в магнитном поле. Мои исследования изучают, может ли спин ионов лития, которые используются для лечения биполярного расстройства, изменяет эту связь между нейронами », — сказала она.

Адамс сказала, что, хотя статья в Physics World охватывала несколько возможных приложений, к которым может привести эта область исследований, с точки зрения ее собственного исследования, она надеялась, что «лучшее понимание того, как работают антидепрессанты и стабилизаторы настроения, может привести к лучшему лечению. при психических заболеваниях ».

«В более широком смысле, такие технологии, как квантовые точки, как было показано, устраняют слипание белка, связанное с болезнью Альцгеймера и Паркинсона. Фотобиомодуляция, то есть применение красного или ближнего инфракрасного лазерного света, также продемонстрировала способность модулировать работу мозга. работает.

«Все это указывает на новые методы лечения, в которых используется электромагнитная, а не химическая терапия. Это не ограничивается мозгом. Мы до сих пор не до конца понимаем сложности человеческого тела. Точная функция эндогенных биофотонов, например, остается неизвестной. быть увиденным.

«Еще одна тема, вызывающая растущий интерес в квантовой биологии, связана с реактивными формами кислорода, которые являются важными сигнальными молекулами, но также ответственны за множество заболеваний», — сказала она.

Профессор UKZN Франческо Петруччоне является ее руководителем, а также временным директором Национального института теоретических и вычислительных наук, проректором по вопросам больших данных и информатики и кафедрой исследований в области квантовой обработки информации и коммуникации, в то время как исследования Адамса проводятся совместно. Под руководством доктора Ильи Синайского.

Physics World — это журнал для членов Института физики, одного из крупнейших физических обществ в мире. Это международный ежемесячный журнал, охватывающий все области физики, как чистой, так и прикладной, и предназначен для физиков, занимающихся исследованиями, промышленностью, пропагандой физики и образованием во всем мире.

Отрывок из статьи гласит: «Роль биофотонов — спонтанных сверхслабых фотонов от ближнего ультрафиолетового до ближнего инфракрасного в биологических системах — является развивающейся областью нейробиологии.

«Свет имеет такой символический резонанс для человечества. Он присутствует в искусстве, религии, литературе и даже в том, как мы говорим о знании — например, мы говорим о« просветлении »или« видении света ». Поэтому кажется уместным, что он может сыграть роль и физиологическая роль. Каким образом свет участвует в сигнальных процессах, которые составляют центральную нервную систему, и ее эмерджентное свойство, сознание, все еще неясно.

«В конце концов, фотоны неразрывно связаны с зарождением квантовой механики: Нобелевская премия Альберта Эйнштейна 1921 года была присуждена не за теорию относительности или другие открытия, а за его объяснение фотоэлектрического эффекта. Он предположил, что свет, который обычно считался соответствующим как непрерывная волна, может также рассматриваться как распространяющаяся дискретными пакетами, или квантами, которые мы называем фотонами. Это наряду с пониманием Максом Планком излучения черного тела, новой моделью атома Нила Бора, исследованиями Артура Комптона в области рентгеновских лучей и Луи предположение де Бройля о том, что материя имеет волновые свойства, положило начало квантовой эре ».