Този сайт използва бисквитки (cookies). Ако желаете можете да научите повече тукПриемам
17 декември 2017
Категории
  •  Космос
  •  Физика
  •  Науки за земята
  •  Биология
  •  Медицина
  •  Говорят медиците
  •  Математика
  •  Научни дискусии
  •  Разни
FACEBOOK

Код: Телепортирай ме! Или как науката обяснява фантастиката

| ПОСЛЕДНА ПРОМЯНА 12 февруари 2017 в 12:0046082
Телепортацията във филма "Седморката на Блейк".

Представете си как щеше да изглежда ежедневието ни ако телепортацията съществуваше. Първото, което щяхме да констатираме, е: „О, Боже, как сме могли да живеем без нея?!“ Така както всеки път когато спре токът или водата, се чудим как бедния кроманьонец си е лягал некъпан. А ако още малко се размечтаем....

Ако телепортацията съществуваше, никой нямаше и да се замисля за цената на билетчето в градския транспорт... Нито за винетките... Нито дори за закупуване на превозно средство. Просто ще се телепортираме от едно място на друго. Ще търгуваме като телепортираме стоките от завода на пазара. Е, вероятно тогава ще се появят и винетки и за телепорт... Туристическите агенции ще изчезнат, а заедно с тях и задължението още февруари да си запазиш място, за да хванеш отстъпката и безплатния чадър срещу платеното фрапе...

Колко лесен щеше да е животът, ако телепортацията би била възможна. Мечти ще кажете... Не съвсем обаче...

Телепортацията е явление, при което човек или предмет могат да бъдат прехвърлени от едно място на друго. Терминът е въведен през 1931 г. от американския публицист и изследовател на непознатото Чарлз Фортъм. Популярността си дължи на научната фантастика.

Като се замислим всеки един от нас е наблюдавал телепортация. Къде? В цирка, разбира се. Фокусниците винаги са вадили от празния цилиндър зайче. Някои неща са необясними и до днес, като преминаването през стени на великия фокусник Хари Худини. Подобни „чудеса“ в съвремието прави магът Дейвид Копърфийлд, преминал през Китайската стена.

Телепортацията е една от любимите теми в научно-фантастичните филми.

През 80- те години две реплики от филм се вплетоха съвсем естествено в ежедневието ни и бяха повтаряни многократно от поколението, което сега търси корените на науката във фантастиката, изследва този загадъчен свят и търси реалната му реализация. „Джена, телепортирай ме!“ и „ Зен, курс и ускорение“ с неизменния отговор „Потвърдено“. Те са от култовата фантастика „Седморката на Блейк“, в която компютърът е седмият член на екипажа на космическия кораб „Освободител“. Една класическа история за борбата между доброто и злото, за телепортацията като начин на пътуване и компютърът като мислещата вместо нас машина.

Във филма Блейк, Джена, Ейвън, Вила, Ган, Кали си слагаха специални гривни за телепортация, заставаха на определено място и се телепортираха на места, които са „ в обхвата за телепортиране“. Телепортът беше и средството, с което те на косъм се спасяваха в най-напечените моменти. Телепортацията беше най-интересното и загадъчно явление, което в детските игри се осъществяваше чрез прескачане на дувара и бързо криене зад блока с неизменния вик „телепортирах се“. И докато децата наяве претворяваха мечтите си, родителите им си мечтаеха да се телепортират по напред на опашката в магазина, гишето или вкъщи, избягвайки почти 30-минутното чакане на автобус...

Такива бяха мечтите през 80-те...Сега обаче телепортацията излиза от сферата на мечтите и фантастиката и попада в света на науката.

Как ние си представяме телепортацията?

Натискаме копчето на телепорта и... се озоваваме на желаното място. А после по същия начин ни връщат обратно. Едва ли някой от нас се замисля, че там, където отиваме, трябва да има устройство, в което има закодирана цялата информация за нас, както и грубо казано, схемата за сглобяването ни.

Как изкуството си представя нещата?

В литературния свят всичко е възможно. Най-ранното споменаване на телепортацията в научната фантастика е в разказа на Едуард Пейдж Мичъл „Човекът без тяло“, публикуван през 1877 г. В него един учен успял да разглоби една котка на отделни атоми и да ги предаде по телеграфна жица. За съжаление батерията се изчерпала, докато ученият опитвал да телепортира самия себе си. Само главата му била телепортирана успешно.

Как във филмите си представят телепортацията? Във всеки фантастичен филм тя е просто задължителна. Освен това, благодарение на визуалните ефекти, е и зрелищна.

Холивуд открива телепортацията относително късно. Филмът от 1958 г. „Мухата“ показва нагледно какво може да се случи, когато телепортирането протече не така, както трябва. Когато един учен се телепортира от единия в другия край на една стая, атомите му се смесват с тези на една муха, която случайно е попаднала в телепортационната камера, затова ученият се превръща в получовек-полумуха.

Как изглежда телепортацията от научна гледна точка?

Зависи от гледната точка... И това не е шега...

Ако попитаме Исак Нютон, то той ще е категоричен, че една ябълка може да падне на главата, но не и да се телепортира на главата под друго дърво. Законите на Нютон се основават на идеята, че материята е съставена от съвсем малки, твърди билярдни топки. Обектите не се движат, докато не бъдат бутнати, не изчезват внезапно и не се появяват отново някъде другаде. Затова според Нютоновата теория телепортацията очевидно е невъзможна.

Ако попитаме бащите на квантовата механика къде може да падне ябълката, ще ви отговарят навсякъде, но с най-голяма вероятност под собственото й дърво.

С квантовата механика тайните на телепортацията започват да падат. Учените са шокирани от собствените си открития, особено Айнщайн, който започва да оборва собствените си твърдения. Една частица може да се намира на много места едновременно. Тоест вероятно и ние, като изградени от частици, можем. Дали пък не е открита телепортацията? Ето за какво става дума.

През 1925 г., когато Вернер Хайзенберг, Ервин Шрьодингер и техните колеги създали квантовата теория, се оказва, че материята в лицето на атомите, има странни свойства. Физиците открили, че електроните не са съвсем истински частици, а се държат като вълни и могат да правят квантови скокове в своите привидно хаотични движения в рамките на атома.

Но това не е всичко. Шрьодингер измисля едно гениално уравнение, което описва тази електронна вълна, която всъщност представлява вероятност или възможност електронът да бъде открит на дадено място в дадено време. С други думи - електронът е частица, но вероятността да бъде открита тази частица ни се предоставя от вълната на Шрьодингер. Колкото по-голяма е вълната, толкова по-голяма е възможността да бъде открита частицата в определена точка.

Резонно възниква въпросът може ли човек да използва законите на квантовата теория, за да създаде машина, която да телепортира всичко, което желае, както се случва в научнофантастичните филми и романи? Удивително, но отговорът е „да", но с някои уговорки.

Какво представлява квантовата телепортация?

Ключът към квантовата телепортация дават през 1935 г. Алберт Айнщайн, Борис Подолски и Натан Розен, които предложили експеримента АПР (наречен така на тримата автори).

Представете си, че имате два електрона, които трептят в унисон и после ги разделите на светлинни години. Тях винаги ще ги свързва една невидима вълна, която е вълната на Шрьодингер. Ако нещо се случи с единия електрон, информацията веднага се предава на другия. Това се нарича „квантово вплитане“, т.е. електроните се намират във връзка помежду си.

Учените използват нелинеен оптичен процес, за да се получат три вплетени фотона.

Илюстрация: IQC at the University of Waterloo

Горе-долу ситуацията е като при двама влюбени. Дори и да са на разстояние един от друг, любовта е тази, която, като вълната на Шрьодингер, ги свързва и ако стане нещо с единия, информацията за тяхното общо съществуване остава в другия. Каквото се случи на единия, веднага оказва въздействие върху другия. В случая влюбените са „квантово вплетени“.

Хубавата новина при квантовата телепортация е, че може да се осъществи телепортация, физичните закони не го забраняват. Лошата е, че не се телепортират частици, а само информацията чрез „квантовото вплитане“. Все още материални частици не се пренасят, т.е. хората засега не могат да се телепортират. Ще попита някой защо след като сме изградени от частици?

В действителността квантовите „скокове“, които са толкова обичайни вътре в атома, не могат да бъдат осъществени лесно в големи обекти като хора, в които има трилиони трилиони атоми. Дори ако електроните в нашето тяло танцуват и скачат по време на своето движение около ядрото, те са толкова много, че техните движения достигат едно средно число. Ето защо, общо казано, на нашето равнище веществата изглеждат твърди и постоянни.

Въпреки че телепортацията се допуска на атомно равнище, би трябвало да чакаме по-дълго време, отколкото е необходимо за съществуването на Вселената, за да станем наистина свидетели на тези странни ефекти на макроскопично равнище.

Предсказана през 1935 г, практически квантовата телепортация се осъществява през 1993 г., когато учени в IBM, ръководени от Чарлс Бенет, показали, че е физически възможно да бъдат телепортирани обекти, поне на атомно равнище, с използването на експеримента Айнщайн-Подолски- Розен.

Как точно се случва това?

По време на тези телепортационни експерименти физиците започват с два атома - A и C. Да кажем, че бихте искали да телепортирате информация от атом A в атом C. Започваме като въвеждаме трети - B, който се появява като е вплетен с C, затова B и C пулсират в унисон. В този момент A влиза в контакт с B. A сканира B, така че информационното съдържание на A се прехвърля в B. A и B се вплитат по време на този процес. Но тъй като B и C са били вплетени отначало, информацията в A сега бива прехвърлена в C. Накрая A е телепортиран в C, т.е. информационното съдържание на A сега е идентично на това на C.

Забележете, че информацията в атом A е била унищожена (затова не разполагаме с две копия след телепортацията). Това означава, че всяко същество, което хипотетично бъде телепортирано, ще загине по време на този процес. Но информационното съдържание на тялото му ще се появи другаде.

Първата историческа демонстрация на квантова телепортация, в която са били телепортирани фотони на ултравиолетовата светлина, била направена през 1997 г. в университета в Инсбрук.

Дотук телепортацията се осъществяваше ако частиците бяха „вплетени“. И това е един от най-големите проблеми пред телепортацията. Ако успее науката да „разплете“ частиците, ще има пробив. Какво се случва когато частиците не са „вплетени“?

Разплитането се случва през недалечната 2007 г., когато физиците предлагат метод, неизискващ „вплитане“. Астън Брадли от Австралийския научен институт прави експеримент със сноп от около 5000 светлинни частици, който изчезва и се появява другаде. Методът на Брадли също се подчинява на законите на квантовата механика и на този етап не може да се приложи за мечтаното телепортиране.

В основата и на този метод стои геният на Айнщайн, който предсказва това поведение на атомите. Ключът към това състояние се нарича „кондензат на Бозе-Айнщайн“. Какво има в него? Вещество, охладено до температурата на абсолютната нула, много студено. Охладени толкова, атомите изпадат в много нискоенергийно състояние и започват да вибрират в унисон. Тогава вълновите им функции (същите онези вълни на Шрьодингер, които описват всеки атом) се припокриват, и те се превръщат в един гигантски суператом.

Какво прави Брадли?

Първо те започват със сбирка от суперстудени рубидиеви атоми в състояние на „кондензат на Бозе-Айнщайн“. После отправят материален лъч към „кондензат на Бозе-Айнщайн“ (който също се състои от рубидиеви атоми). Атомите в лъча се стремят да изпаднат в най-ниското енергийно състояние, затова излъчват излишната си енергия под формата на светлинен импулс. След това този светлинен лъч бива изпратен по фиброоптичен кабел. Забележително е, че светлинният лъч съдържа цялата квантова информация, която е необходима за описването на първоначалния материален лъч (т.е. мястото и скоростта на всичките му атоми). После светлинният лъч се удря в друг „кондензат на Бозе-Айнщайн“, който след това конвертира светлинния лъч в първоначалния материален лъч.

Големият проблем тук е трудното създаване на „кондензат на Бозе-Айнщайн“ при лабораторни условия.

Какви са перспективите на телепортацията през следващите години, след като науката е направила вече пробив?

Физиците се надяват да телепортират сложни молекули през следващите години. След това може би една ДНК-молекула или дори вирус могат да бъдат телепортирани в рамките на няколко десетилетия. На практика вероятно ще трябва да изминат векове или дори повече време преди предмети от нашето ежедневие да могат да бъдат телепортирани, ако това изобщо е възможно.

Засега най-реалното приложение на квантовата телепортация е в разработването на квантови компютри. Но там разработката е още бебе. Световният рекорд за квантово изчисление е 3х5=15. Едва ли това е изчислението, което ще измести днешните суперкомпютри. Квантовата телепортация и квантовите компютри притежават един и същ фатален недостатък — поддържането на кохерентност в големи сбирки от атоми. Ако този проблем бъде решен, това ще е огромен пробив и в двете области.

Това обаче не пречи на човечеството смело да мечтае в полето на научно-фантастичните филми и да повтаря Аристотеловото: „Вярвам в невъзможното, което ми звучи убедително и го предпочитам пред възможността, която не ме убеждава."


Препоръчани материали
+ 1
- 0
Холивуд не открива телепортацията толкова, късно колкото мислите. Има я в "Бък Роджърс" от 1939. Също в една от сериите на Merrie Melodies от началото на 50-те. Тоест близо 20 години преди "Мухата".
+ 3
- 2
OFFnews,какви се теза бози дето ги пишете. Явно нв знаете,че президента Путин заповяда на руските учени, до 2030 г. да телепортират.Това е известен научен факт,не тинтири -минтири Айнщайн,Бозе.....Той иска малко да намали транспортните разходи до Сибир, но все пак си е телепортация.Защо ли световните учени не се допитват до истинските телепортатори,а до разни лигльовци.
 
Още от : Новини
Честитo Рождество Нютоново!
Честитo Рождество Нютоново!
25 декември 2017 в 00:0010185

Всички текстове и изображения публикувани в OffNews.bg са собственост на "Офф Медия" АД и са под закрила на "Закона за авторското право и сродните им права". Използването и публикуването на част или цялото съдържание на сайта без разрешение на "Офф Медия" АД е забранено.