수많은 최강 전설로 알려진 곰벌레를, 이번에는 생물로서 사상 처음으로 "양자 얽힘" 상태로 만드는 데 성공, 무사히 생환했다고 한다.
양자 얽힘이란, 2개의 서로 다른 양자 상태가 상관관계에 있고, 관찰하기 전에는 확정되지 않는 양자역학상의 현상을 말한다.
싱가포르 등의 연구 그룹에 의하면, 곰벌레를 초전도 양자 비트로 뒤엉키게 하는 것에 성공. 차가운 양자의 세계는 "덥고 습한" 생명 시스템으로 이행했다는 것.
깜짝 놀랄 만한 발표지만, 전문가들은 "의미있는 양자 얽힘"은 아니라는 반응을 보이고 있다.
■ 불가사의 한 "양자 얽힘"
양자란, 물질을 만드는 아주 작은 에너지의 단위. 원자나 전자나 중성자, 양성자나 소립자 등 여러가지 종류가 있다. 이러한 지극히 작은 세계에서는, 물리 법칙(뉴턴 역학이나 전자기학)은 통용되지 않고, "양자 역학"이라고 하는 불가사의 한 법칙을 따르고 있다.
"양자 얽힘"이란, 두 개의 상관관계 입자의 성질(예를 들어, 스핀, 운동량 등)이 마치 동전의 앞뒷면처럼 공유되는 현상을 말한다.
예를 들어 두 개의 동전을 토스해 어느 쪽이 위로 올라갔는지 한쪽면만 확인해 보았다고 하자. 보통 같으면 한쪽 동전의 앞뒷면을 알더라도 다른 쪽 결과는 알 수 없다.
그러나 양자 얽힘을 일으킨 입자끼리는, 그것을 알 수 있다. 한쪽에서 다른 쪽 상태를 알 수 있다. 아인슈타인이 섬뜩한 원격작용이라고 부른 이 이상한 상태가 양자 얽힘이다.
■ 생물 인 곰벌레의 양자 얽힘화에 성공
기묘한 상태지만, 양자 얽힘을 만드는 것은 그리 어렵지 않다. 물리학자는 지금까지, 분자 이온이나 나노 입자, 또 미세한 다이아몬드 등을 양자적으로 얽히는 것에 성공해 왔다.
하지만 그것들은 아주 작은 것이고, 생명을 갖지 않는 물질이다.
그런데, 남양 이공대를 비롯한 그룹들이 도전한 것은, 비교적 크고 잡다한 생물 분자 모임인 곰벌레의 양자 얽힘이다.
"arXiv"에서 열람할 수 있는 연구에 의하면, 우선 곰벌레를 건조한 휴면 상태(크립토비오시스)로 하고, 마이너스 273.14도라고하는 거의 절대 영도로 냉각. 게다가 0.000006바의 초저압에 노출했다.
이 상태의 곰벌레를, 2개의 초전도 트랜즈몬형 양자비트와 뒤엉킨 결과, 양자가 결합한 것이 확인됐다고 한다.
■ 곰벌레를 양자 얽힘화로 만드는 것에 대한 의문도
양자 얽힘 생물이 탄생한다는 경악스러운 소식이지만, 전문가들은 의문을 제기하고 있다.
예를 들어 라이스 대학의 더글러스 네이텔슨 교수는, 연구그룹이 얼마나 진지한지 모른다. 장난하냐?"라고 적고있다.
또 물리학자이며, 사이언스 라이터 벤 블루베이커 씨는, Twitter에서 다음과 같이 언급했다.
"양자 비트는 전기회로니까, 그 옆에 곰벌레를 두면 전자기력의 법칙으로 영향을 받는다. 150년 이상 전부터 알려져 있다"
즉 양자 비트와 곰벌레 사이에 일어난 현상은, 양자 역학적 의미에서의 양자 얽힘이 아니고, 고전 역학적인 상호 작용에 지나지 않는 의심이 있다는 것이다.
이번 연구 논문은, 아직 조사가되지 않았다. 그것이 정말 과학적으로 의미있는 연구인지는 앞으로 전문가가 판단하게 된다.
하지만, 실험 시작 420시간 만에 따뜻하게 된 곰벌레는, 소생해서 아무 일도 없었던 것처럼 지내고 있다고 한다. 연구진은 복잡한 생명체가 생존할 수 있는 조건의 신기록이라고 지적하고 있다.
