Sadržaj:

Teleportacija - stvarnost: izvan znanstvene fantastike
Teleportacija - stvarnost: izvan znanstvene fantastike

Video: Teleportacija - stvarnost: izvan znanstvene fantastike

Video: Teleportacija - stvarnost: izvan znanstvene fantastike
Video: Установка маяков под штукатурку. Углы 90 градусов. #12 2024, Ožujak
Anonim

Za junake znanstvenofantastičnih filmova teleportacija je uobičajena stvar. Jedan pritisak na tipku - i otapaju se u zraku, tako da se za par sekundi nađu stotinama i tisućama kilometara dalje: u drugoj zemlji ili čak na drugom planetu.

Je li takav pokret doista moguć ili će teleportacija zauvijek ostati san književnika i scenarista? Provodi li se neka istraživanja na tom području – i jesmo li još malo bliže implementaciji tehnologije toliko poznate junacima fantastičnih akcijskih filmova?

Kratki odgovor na ovo pitanje je da, eksperimenti su u tijeku, i to vrlo aktivno. Štoviše, znanstvenici redovito objavljuju članke u znanstvenim časopisima o uspješnim eksperimentima u kvantnoj teleportaciji - na sve veće i veće udaljenosti.

I premda mnogi poznati fizičari sumnjaju da ćemo ikada moći teleportirati ljude, neki stručnjaci su puno optimističniji i uvjeravaju da će teleportacije postati stvarnost za nekoliko desetljeća.

Laži, glasine i priče

Prvo, razjasnimo o čemu točno govorimo. Pod teleportacijom podrazumijevamo trenutno kretanje objekata na bilo kojoj udaljenosti, idealno brže od brzine svjetlosti.

Samu riječ izmislio je 1931. američki publicist Charles Fort, koji je volio istraživati paranormalno. Po analogiji s "televizijom", izvedenom iz grčkog τῆλε ("daleko") i latinskog videa ("vidjeti"), u svojoj je knjizi "Vulkani neba" izmislio pojam koji opisuje neobjašnjiva kretanja objekata u svemiru (Latinski porto znači "nositi") …

"U ovoj knjizi prvenstveno gledam na dokaze da postoji neka vrsta sile prijenosa, koju ja nazivam teleportacijom. Optužit će me da spajam otvorene laži, glasine, bajke, podvale i praznovjerja. Na neki način, tako mislim sebe. I na neki način ne. Ja samo pružam podatke", piše Fort.

Doista postoji mnogo mitova o takvim kretanjima - na primjer, raširena legenda o Philadelphijskom eksperimentu iz 1943., tijekom kojeg je američki razarač Eldridge navodno teleportiran 320 km.

Image
Image

No, u praksi se sve takve priče ispostavljaju samo nagađanjem teoretičara zavjere, prema kojima vlasti skrivaju od šire javnosti svaki dokaz o slučajevima teleportacije kao vojnu tajnu.

Zapravo, istina je upravo suprotno: o svim dostignućima na ovom području se naširoko raspravlja u znanstvenoj zajednici. Primjerice, prije samo tjedan dana američki znanstvenici govorili su o novom uspješnom eksperimentu u kvantnoj teleportaciji.

Prijeđimo s urbanih legendi i fantastične literature na rigoroznu znanost.

Od točke A do točke B…

Priča o stvarnoj, a ne izmišljenoj teleportaciji započela je 1993. godine, kada je američki fizičar Charles Bennett matematički – koristeći formule – dokazao teorijsku mogućnost trenutnih kvantnih pomaka.

Naravno, to su bili čisto teoretski izračuni: apstraktne jednadžbe koje nemaju praktičnu primjenu. No, na isti način – matematički – već su, primjerice, otkrivene crne rupe, gravitacijski valovi i drugi fenomeni čije je postojanje mnogo kasnije eksperimentalno potvrđeno.

Tako su Bennettove kalkulacije postale prava senzacija. Znanstvenici su počeli aktivno provoditi istraživanja u tom smjeru - i prvi uspješan eksperiment kvantne teleportacije izveden je unutar nekoliko godina.

Ovdje treba naglasiti da je riječ o kvantnoj teleportaciji, a to nije baš ista stvar koju smo navikli gledati u znanstvenofantastičnim filmovima. S jednog mjesta na drugo ne prenosi se sam materijalni objekt (na primjer, foton ili atom – uostalom, sve se sastoji od atoma), nego informacije o njegovom kvantnom stanju. Međutim, u teoriji, to je dovoljno da se izvorni objekt "vrati" na novo mjesto, nakon što je dobio njegovu točnu kopiju. Štoviše, takvi se eksperimenti već uspješno provode u laboratorijima – ali o tome više u nastavku.

U svijetu na koji smo navikli, ovu tehnologiju je najlakše usporediti s fotokopirnim uređajem ili faksom: ne šaljete sam dokument, već informacije o njemu u elektroničkom obliku - ali kao rezultat toga, primatelj ima točnu kopiju. Uz bitnu razliku što se u slučaju teleportacije sam poslani materijalni objekt uništava, odnosno nestaje – a ostaje samo kopija.

Pokušajmo shvatiti kako se to događa.

Igra li Bog kockice?

Jeste li čuli za Schrödingerovu mačku - onu koja sjedi u kutiji ni živa ni mrtva? Ovu originalnu metaforu izmislio je austrijski fizičar Erwin Schrödinger kako bi opisao tajanstveno svojstvo elementarnih čestica – superpoziciju. Činjenica je da kvantne čestice mogu istovremeno biti u nekoliko stanja odjednom, što smo u svijetu navikli međusobno potpuno isključivati. Na primjer, elektron se ne okreće oko jezgre atoma, kao što smo mislili, već se nalazi istovremeno u svim točkama orbite (s različitim vjerojatnostima).

Sve dok nismo otvorili mačju kutiju, odnosno nismo izmjerili karakteristike čestice (u našem primjeru nismo odredili točan položaj elektrona), mačka koja tamo sjedi nije samo živa ili mrtva – ona je oboje živ i mrtav u isto vrijeme. Ali kada je kutija otvorena, odnosno izvršeno mjerenje, čestica je u jednom od mogućih stanja – i više se ne mijenja. Naša mačka je ili živa ili mrtva.

Ako ste u ovom trenutku potpuno prestali razumjeti bilo što - ne brinite, nitko to ne razumije. Prirodu kvantne mehanike već desetljećima nisu objasnili najsjajniji fizičari svijeta.

Fenomen kvantne isprepletenosti koristi se za teleportaciju. To je kada dvije elementarne čestice imaju isto porijeklo i nalaze se u međusobno ovisnom stanju - drugim riječima, postoji neka neobjašnjiva veza između njih. Zbog toga, zapletene čestice mogu "komunicirati" jedna s drugom, čak i na velikoj udaljenosti jedna od druge. A kad jednom znate stanje jedne čestice, možete s apsolutnom sigurnošću predvidjeti stanje druge.

Zamislite da imate dvije kockice koje uvijek daju sedam. Istresao si ih u čašu i jednu kost bacio iza leđa, a drugu ispred sebe i pokrio je dlanom. Podižući ruku, vidjeli ste da ste bacili, recimo, šesticu - i sada možete pouzdano tvrditi da vam je druga kost iza leđa ispala jedna gore. Uostalom, zbroj dvaju brojeva mora biti jednak sedam.

Zvuči nevjerojatno, zar ne? S kockicama na koje smo navikli takav broj neće funkcionirati, ali zapetljane čestice se ponašaju upravo tako – i samo tako, iako priroda ovog fenomena također prkosi objašnjenju.

"Ovo je najnevjerojatniji fenomen kvantne mehanike, nemoguće ga je ni shvatiti", kaže profesor MIT-a Walter Levin, jedan od najcjenjenijih fizičara na svijetu. pojasevi! Sve što možemo reći je da očito tako funkcionira naš svijet."

Međutim, to uopće ne znači da se ovaj misteriozni fenomen ne može koristiti u praksi - uostalom, to se više puta potvrđuje i formulama i eksperimentima.

Praktična teleportacija

Praktični eksperimenti s teleportacijom započeli su prije 10-ak godina na Kanarskim otocima pod vodstvom austrijskog fizičara, profesora na Sveučilištu u Beču Antona Zeilingera.

U laboratoriju na otoku Palma znanstvenici stvaraju par isprepletenih fotona (A i B), a zatim se jedan od njih laserskom zrakom šalje u drugi laboratorij koji se nalazi na susjednom otoku Tenerife, udaljenom 144 km. Štoviše, obje su čestice u stanju superpozicije – odnosno još nismo “otvorili mačju kutiju”.

Zatim se treći foton (C) spoji na kućište – onaj koji treba teleportirati – i oni ga dovode u interakciju s jednom od zapetljanih čestica. Zatim fizičari mjere parametre ove interakcije (A + C) i dobivenu vrijednost prenose u laboratorij na Tenerifima, gdje se nalazi drugi zapleteni foton (B).

Neobjašnjiva veza između A i B omogućit će pretvaranje B u točnu kopiju čestice C (A + C-B) - kao da se istog trenutka preselila s jednog otoka na drugi bez prelaska oceana. Odnosno, teleportirala se.

"Mi na neki način izdvajamo informacije koje izvornik nosi - i stvaramo novi original negdje drugdje", objašnjava Zeilinger, koji je na ovaj način već teleportirao tisuće i tisuće elementarnih čestica.

Znači li to da će u budućnosti znanstvenici na ovaj način moći teleportirati sve objekte, pa čak i ljude – uostalom, i mi smo sastavljeni od takvih čestica?

U teoriji je to vrlo moguće. Vi samo trebate stvoriti dovoljan broj isprepletenih parova i nositi ih na različita mjesta, stavljajući ih u "teleportacijske kabine" - recimo, u Londonu i Moskvi. Ulazite u treću kabinu, koja radi kao skener: računalo analizira kvantno stanje vaših čestica, uspoređujući ih sa zapetljanim, i šalje te informacije u drugi grad. I tamo se odvija suprotan proces - i vaša točna kopija se ponovno stvara od zapetljanih čestica.

Temeljni problemi riješeni

U praksi su stvari malo kompliciranije. Činjenica je da u našem tijelu postoji oko 7 oktilion atoma (nakon sedam ima 27 nula, odnosno sedam milijardi milijardi milijardi) - to je više od zvijezda u vidljivom dijelu Svemira.

I na kraju krajeva, potrebno je analizirati i opisati ne samo svaku pojedinačnu česticu, već i sve veze između njih - uostalom, na novom mjestu moraju se skupiti u idealno ispravan redoslijed.

Gotovo je nemoguće prikupiti i prenijeti toliku količinu informacija - barem na sadašnjoj razini razvoja tehnologije. Nije poznato kada će se pojaviti računala sposobna obraditi takve količine podataka. Sada se, u svakom slučaju, radi na povećanju udaljenosti između laboratorija, a ne broja teleportabilnih čestica.

Zato mnogi znanstvenici smatraju da je san o ljudskoj teleportaciji teško ostvariv. Iako je, primjerice, profesor na New York City Collegeu i poznati popularizator znanosti Michio Kaku uvjeren da će teleportacija postati stvarnost do kraja 21. stoljeća – a možda čak i 50 godina kasnije. Bez navođenja konkretnih datuma, neki drugi stručnjaci uglavnom se slažu s njim.

"Ovo je pitanje poboljšanja tehnologije, poboljšanja kvalitete. No, rekao bih da su temeljna pitanja riješena - i nema granice daljnjem savršenstvu", kaže Eugene Polzik, profesor na Institutu Niels Bohr na Sveučilištu u Kopenhagenu.

Image
Image

Međutim, na tom putu se nameće i mnoga druga pitanja. Na primjer, hoće li "moja kopija" dobivena kao rezultat takve teleportacije biti pravi ja? Hoće li razmišljati na isti način, imati ista sjećanja? Uostalom, kao što je ranije spomenuto, izvornik poslane stavke uništava se kao rezultat kvantne analize.

"Za kvantnu teleportaciju, uništenje teleportabilnog objekta u tom procesu je apsolutno neophodno i neizbježno", potvrđuje Edward Farhi, koji je bio na čelu Centra za teorijsku fiziku na MIT-u od 2004. do 2016., a sada radi u Googleu. "Mislim da biste jednostavno pretvoriti se u hrpu neutrona, protona i elektrona. Ne biste izgledali najbolje."

S druge strane, čisto materijalistički gledano, ne određuju nas čestice od kojih smo napravljeni, nego njihovo stanje – a te informacije, kažu znanstvenici, prenose se iznimno točno.

Volio bih vjerovati da je to tako. I da se san čovječanstva o teleportaciji neće pretvoriti u stvarnost u poznatom horor filmu, gdje glavni lik nije primijetio kako je muha slučajno uletjela u njegovu teleportacijsku kabinu…

Preporučeni: