Science Fiction Of Feit: Zullen Teleporters Ons Ooit Opstralen?

{h1}

Zullen we ooit kunnen teleporteren over lange afstanden?

In deze wekelijkse serie beoordeelt Life's Little Mysteries de plausibiliteit van populaire sciencefictionconcepten.

Wil je in een oogwenk van hier naar daar komen, zelfs als 'daar' kilometers ver weg ligt? Als sommige science-fictionverhalen het goed hebben, hoef je alleen maar een schakelaar om te draaien en te presteren, dan teleporteer je naar je bestemming.

Misschien wel het meest bekende voorbeeld van teleportatietechnologie is de transporter van het tv-programma 'Star Trek'. De makers van de originele serie bedachten dit glinsterende speciale effect omdat ze niet het budget hadden om een ​​ruimteschip te laten landen op verschillende planeten.

Is er een kans dat u snel naar boven of naar beneden zult "stralen"? Wetenschappelijk gezien staat teleportatie enkele extreme obstakels voor de voeten, waarvan zelfs de geduchte Montgomery Scott moeite zou vinden om rond te werken.

"Met de teleportatie van een groot object kom je een conceptueel 'nee' tegen," zei Sidney Perkowitz, een fysicus aan de Emory University in Atlanta.

Op atomaire schaal is teleportatie echter al bereikt, wat zou kunnen leiden tot minder fantasievolle, maar toch indrukwekkende technologieën, zoals kwantumcomputers.

Een kwantum pendelen

Teleportatie-onderzoek boekt vooruitgang. Nog maar een paar jaar geleden hebben wetenschappers een teleportatierecord van bijna 10 mijl opgesteld. Ze transporteerden de materie echter niet, integendeel, ze teleporteerden kwantuminformatie tussen fotonen.

Een van de vele curiositeiten van de kwantummechanische fysica is dat deeltjes en zelfs objecten zo groot als kleine diamanten, ontdekten onderzoekers, kunnen 'verstrikt' raken. Dat wil zeggen dat deeltjes die fysiek in wisselwerking staan ​​vaak zo worden gekoppeld dat een actie die wordt uitgevoerd op de ene invloed heeft op de ander, ongeacht de afstand daartussen. Albert Einstein noemde dit bizarre fenomeen onuitwisbaar 'griezelige actie op afstand'.

Het grootste probleem is om alle atomen op de juiste plaats te krijgen. Om verstrengelde deeltjes (d.w.z. uw lichaam) aan beide uiteinden van een beoogd transport aan te passen, moet de quantumtoestand van het origineel aan het einde worden doorgestuurd door alledaagse communicatiemiddelen, zoals een radiogolf. Met andere woorden, je kon geen informatie schieten over enorme interstellaire afstanden in een oogwenk.

"Een transportinrichting zou je nooit sneller dan de snelheid van het licht vervoeren," zei Edward Farhi, directeur van het Massachusetts Institute of technology's Centre for Theoretical Physics.

Veel problematischer is dat de tweede helft van een verstrengelde deeltje (of paren) ook op zijn bestemming moet aankomen voordat de teleportatieprocedure zou kunnen plaatsvinden. Met andere woorden, voor Captain Kirk om via kwantumteleportatie naar het oppervlak van de planeet te stralen, zouden alle benodigde atomen om hem opnieuw te maken daar hoe dan ook moeten worden toegewezen.

"Er is hier geen gratis lunch," zei Farhi. "Je moet de hele set deeltjes verzenden die het ding vormen dat je wilt laten teleporteren."

"Star Trek" -transporteurs gebruiken dit soort zender- en ontvangeropstelling niet; In plaats daarvan stapt Kirk gewoon op een transporterpad en weg gaat hij, reminerend op zijn bestemming. "Je zou twee uitrustingsstukken op zijn plaats moeten hebben - een verwarringsgenerator in punt A en een verstrengelingontvanger in punt B", zei Perkowitz.

Deze vereisten verslaan natuurlijk grotendeels het doel van het gebruik van een transporter boven conventionele vervoersmiddelen in de eerste plaats.

Data overload

Het beschreven teleportatieschema klinkt alsof het een kloon op de bestemming zou opleveren; het lichaam op het beginpunt zou niet eenvoudigweg dematerialiseren in een prachtig sprankelende waterval.

Toch zou juist het proces van het meten van de kwantumtoestanden van de atomen van het lichaam hen verstoren, wat mogelijk tot verwonding zou kunnen leiden. De kwantumtoestand van een deeltje op punt A, gemeten ten behoeve van het reconstitueren van een identiek deeltje op punt B, is niet meer wat het was voordat de meting plaatsvond. De kwantumtoestand van het brondeeltje is "vernietigd", zei Farhi.

Het catalogiseren van de kwantumtoestand van elk atoom in een gedoemd mens om hem of haar molecule-voor-molecuul op te vrolijken daarginds, is op zichzelf een enorme uitdaging. Onze lichamen bestaan ​​uit in de orde van 10 ^ 27 atomen en misschien 10 ^ 45 stukjes informatie - de laatste is het equivalent van een miljard-triljoen biljoen terabyte-capaciteit computer harde schijven.

Het verzamelen van deze klodders van informatie en het doorgeven van ze zelfs door de breedste van breedband op een praktische, tijdige wijze grenzen aan ongelooflijk, wetenschappers zeggen.

"De enige teleportatie die is waargenomen, was slechts één kwantumparameter, zoals de spin van een elektron of de oriëntatie van het elektrische veld van een foton," zei Perkowitz. "Het is een binair bit, een nul of een, links of rechts, omhoog of omlaag.Als je dat vermenigvuldigt met het aantal moleculen in een macroscopisch object, is de hoeveelheid gegevens [die moet worden geteleporteerd] duizelingwekkend."

Heisenberg kwispelt met een vinger

Om de ante nog verder op te voeren, in de kwantummechanica, is er het Heisenberg-onzekerheidsbeginsel. In wezen geldt: hoe meer informatie je hebt over de positie van een deeltje, hoe minder je weet over zijn momentum en omgekeerd. [De grappigste theorieën in de natuurkunde]

In een voortdurend veranderend, dynamisch systeem zoals een cel, laat staan ​​de triljoenen cellen in een menselijk lichaam, lijkt een volledige momentopname van al die gelijktijdige activiteiten onmogelijk.

"Je zou nooit een exacte kloon van een object kunnen maken en er geen complexiteit mee hebben," zei Perkowitz. ("Star Trek" -schrijvers ontweken dat laatste probleem met de zogenaamde Heisenberg-compensator van het transportsysteem.)

Ontwormen

Een geheel andere, hoewel niet minder speculatieve, manier om teleport te maken zou op de een of andere manier selectief de structuur van het universum openbreken. Wormholes - theoretische tunnels door ruimte-tijd - zouden de slag kunnen slaan.

De beste gok van wetenschappers is dat het afzetten van een wormgat exotische fysieke krachten vereist waarvan we niet kunnen dromen dat ze zich meester zullen maken. In de optelling van Perkowitz: "Teleportatie is onmogelijk in termen van onze huidige kennis."

Voor het afleggen van lange en korte afstanden in de nabije toekomst, lijkt het erop dat we moeten blijven vertrouwen op het transport van de ouderwetse variëteit - voertuigen of voetgangers. Een shuttle lijkt een goede optie om op een dag op het oppervlak van een vreemde nieuwe wereld te landen.

'Het lijkt erop dat het eenvoudig is om Kirk van hier naar daar te krijgen,' zei Farhi, 'is om hem gewoon te sturen.'

Plausibiliteitsscore: De natuurkunde fronst diep naar een transporter zoals die in 'Star Trek' en als een sci-fi reismethode zien de bekende middelen van teleportatie er onhaalbaar en onpraktisch uit. Daarom geven we teleportatie een op de vier mogelijke Rocketboys.


Video Supplement: .




WordsSideKick.com
Alle Rechten Voorbehouden!
Reproductie Van Materialen Toegestaan Alleen Prostanovkoy Actieve Link Naar De Site WordsSideKick.com

© 2005–2019 WordsSideKick.com