İçindekiler:
- "Yalanlar, söylentiler ve hikayeler"
- A noktasından B noktasına…
- Tanrı zar atar mı?
- pratik ışınlanma
- "Temel sorunlar çözüldü"
Video: Bilim adamları aktif olarak kuantum ışınlanmasını deniyorlar
2024 Yazar: Seth Attwood | [email protected]. Son düzenleme: 2023-12-16 16:18
Bilim kurgu filmlerinin kahramanları için ışınlanma yaygın bir şeydir. Bir düğmeye basıldığında - ve havada çözülürler, böylece birkaç saniye içinde kendilerini yüzlerce ve binlerce kilometre ötede bulurlar: başka bir ülkede veya hatta başka bir gezegende.
Böyle bir hareket gerçekten mümkün mü yoksa ışınlanma sonsuza dek yazarların ve senaristlerin hayali olarak mı kalacak? Bu alanda yürütülen herhangi bir araştırma var mı - ve fantastik aksiyon filmlerinin kahramanlarına bu kadar tanıdık gelen teknolojinin uygulanmasına biraz daha yakın mıyız?
Bu sorunun kısa cevabı evet, deneyler devam ediyor ve çok aktif. Dahası, bilim adamları düzenli olarak bilimsel dergilerde kuantum ışınlamanın başarılı deneyleri hakkında - gitgide daha büyük mesafelere - makaleler yayınlarlar.
Ve birçok ünlü fizikçi, insanları ışınlayabileceğimizden şüphe duysa da, bazı uzmanlar çok daha iyimser ve ışınlanmaların birkaç on yıl içinde gerçek olacağını garanti ediyor.
Bu materyal, aşağıdakilerden birine yanıt olarak hazırlanmıştır. Araştırma soruları okuyucularımız tarafından gönderildi.
"Yalanlar, söylentiler ve hikayeler"
İlk olarak, tam olarak neden bahsettiğimizi açıklayalım. Işınlanma ile, nesnelerin herhangi bir mesafedeki, ideal olarak ışık hızından daha hızlı olan anlık hareketini kastediyoruz.
Kelimenin kendisi 1931'de paranormal araştırmayı seven Amerikalı yayıncı Charles Fort tarafından icat edildi. Yunanca τῆλε ("uzak") ve Latince videodan ("görmek") türetilen "televizyon" ile benzetme yaparak, "Cennetin Volkanları" kitabında, nesnelerin uzaydaki açıklanamaz hareketlerini tanımlamak için bir terim icat etti (Latince porto "taşımak" anlamına gelir) …
"Bu kitapta öncelikle ışınlanma dediğim bir tür aktarım kuvveti olduğuna dair kanıtlara bakıyorum. Tamamen yalanları, söylentileri, masalları, aldatmacaları ve batıl inançları bir araya getirmekle suçlanacağım. Bir bakıma öyle düşünüyorum. Ve bir anlamda, hayır. Ben sadece veri sağlıyorum, "diye yazıyor Fort.
Bu tür hareketler hakkında gerçekten birçok efsane var - örneğin, 1943'teki Philadelphia deneyi hakkındaki yaygın efsane, bu sırada Amerikan muhrip Eldridge'in 320 km ışınlandığı iddia ediliyor.
Uzayda hareket ettiği iddia edilen aynı destroyer
Bununla birlikte, pratikte, tüm bu tür hikayeler, yetkililerin herhangi bir ışınlanma vakası kanıtını askeri bir sır olarak halktan sakladıklarına göre, komplo teorisyenlerinin spekülasyonlarından başka bir şey değil.
Aslında tam tersi doğrudur: Bu alandaki herhangi bir başarı bilim camiasında geniş çapta tartışılmaktadır. Örneğin, sadece bir hafta önce Amerikalı bilim adamları, kuantum ışınlanmasında yeni ve başarılı bir deneyden bahsettiler.
Şehir efsanelerinden ve fantastik edebiyattan titiz bilime geçelim.
A noktasından B noktasına…
Kurgusal değil, gerçek ışınlanma hikayesi, 1993'te Amerikalı fizikçi Charles Bennett'in matematiksel olarak - formülleri kullanarak - anlık kuantum yer değiştirmelerinin teorik olasılığını kanıtladığı zaman başladı.
Elbette bunlar tamamen teorik hesaplamalardı: pratik uygulaması olmayan soyut denklemler. Bununla birlikte, aynı şekilde - matematiksel olarak - örneğin, varlığı çok daha sonra deneysel olarak doğrulanan kara delikler, yerçekimi dalgaları ve diğer fenomenler zaten keşfedildi.
Böylece Bennett'in hesaplamaları gerçek bir sansasyon haline geldi. Bilim adamları bu yönde aktif olarak araştırma yapmaya başladılar - ve ilk başarılı kuantum ışınlama deneyi birkaç yıl içinde gerçekleştirildi.
Kuantum ışınlanmadan bahsettiğimizi burada vurgulamak gerekir ve bu bilimkurgu filmlerinde görmeye alışık olduğumuz şeyin tam olarak aynısı değildir. Bir yerden diğerine, maddi nesnenin kendisi değil (örneğin, bir foton veya bir atom - sonuçta her şey atomlardan oluşur) iletilir, ancak kuantum durumu hakkında bilgi iletilir. Bununla birlikte, teoride, orijinal nesneyi tam bir kopyasını almış olarak yeni bir yere "geri yüklemek" için bu yeterlidir. Ayrıca, bu tür deneyler halihazırda laboratuvarlarda başarıyla gerçekleştirilmektedir - ancak daha fazlası aşağıdadır.
Alıştığımız dünyada, bu teknoloji bir fotokopi makinesi veya faksla karşılaştırmak en kolay olanıdır: belgenin kendisini değil, onunla ilgili bilgileri elektronik biçimde gönderirsiniz - ancak sonuç olarak alıcının tam bir kopyası vardır. Temel farkla, ışınlanma durumunda, gönderilen maddi nesnenin kendisi yok edilir, yani kaybolur - ve sadece bir kopya kalır.
Bunun nasıl olduğunu anlamaya çalışalım.
Tanrı zar atar mı?
Schrödinger'in kutuda ne canlı ne de ölü olarak oturan kedisini duydunuz mu? Bu orijinal metafor, Avusturyalı fizikçi Erwin Schrödinger tarafından temel parçacıkların gizemli özelliğini - süperpozisyonu tanımlamak için icat edildi. Gerçek şu ki, kuantum parçacıkları aynı anda aynı anda birkaç durumda olabilir, ki bu dünyada birbirimizi tamamen dışlamaya alışkınız. Örneğin, bir elektron, sandığımız gibi bir atomun çekirdeğinin etrafında dönmez, yörüngenin tüm noktalarında aynı anda bulunur (farklı olasılıklarla).
Kedinin kutusunu açana kadar yani parçacığın özelliklerini ölçmedik (örneğimizde elektronun tam yerini belirlemedik), orada oturan kedi sadece canlı ya da ölü değil - ikisi de aynı anda canlı ve ölü. Ancak kutu açıkken yani ölçüm yapıldığında, parçacık olası durumlardan birindedir - ve artık değişmez. Kedimiz ya yaşıyor ya ölü.
Bu noktada hiçbir şeyi anlamayı tamamen bıraktıysanız - endişelenmeyin, kimse bunu anlamıyor. Kuantum mekaniğinin doğası, dünyanın en parlak fizikçileri tarafından onlarca yıldır açıklanmadı
Kuantum dolaşıklık fenomeni ışınlanma için kullanılır. Bu, iki temel parçacığın aynı kökene sahip olduğu ve birbirine bağımlı bir durumda olduğu zamandır - başka bir deyişle, aralarında açıklanamaz bir bağlantı vardır. Bu nedenle, dolaşık parçacıklar, birbirlerinden çok uzakta olsalar bile birbirleriyle "iletişim kurabilir". Ve bir parçacığın durumunu öğrendikten sonra, diğerinin durumunu mutlak bir kesinlikle tahmin edebilirsiniz.
Uzun yıllar boyunca Albert Einstein, kuantum teorisinin kurucu babalarından biri olan Niels Bohr (solda) ile dolanık parçacıkların açıklanamayan fenomeni hakkında tartıştı. Bu tür tartışmalardan biri sırasında Einstein, Bohr'dan bir yanıt aldığı ünlü "Tanrı zar atmaz" sözünü söyledi: "Albert, Tanrı'ya ne yapacağını söyleme!"
İki zarınız olduğunu hayal edin. her zaman yediye kadar ekleyin … Onları bir bardakta salladın ve bir kemiği arkana, diğerini önüne attın ve avucunla kapattın. Elinizi kaldırdığınızda, örneğin altı attığınızı gördünüz - ve şimdi, arkanızdaki ikinci kemiğin bir tane düştüğünü güvenle iddia edebilirsiniz. Sonuçta, iki sayının toplamı yediye eşit olmalıdır.
Kulağa inanılmaz geliyor, değil mi? Alıştığımız zarlarla, böyle bir sayı çalışmayacaktır, ancak dolaşmış parçacıklar tam olarak bu şekilde davranırlar - ve sadece bu şekilde, ancak bu fenomenin doğası da açıklamaya meydan okur.
Dünyanın en saygın fizikçilerinden biri olan MIT profesörü Walter Levin, "Bu, kuantum mekaniğinin en inanılmaz fenomeni, anlamak bile imkansız" diyor. Kuşaklar! Söyleyebileceğimiz tek şey, görünüşe göre dünyamızın böyle işlediği."
Bununla birlikte, bu, bu gizemli fenomenin pratikte kullanılamayacağı anlamına gelmez - sonuçta, hem formüller hem de deneyler tarafından tekrar tekrar onaylanır.
Kuantum dolaşıklık sembolü
pratik ışınlanma
Işınlama ile ilgili pratik deneyler, yaklaşık 10 yıl önce Kanarya Adaları'nda, Viyana Üniversitesi'nde profesör olan Avusturyalı fizikçi Anton Zeilinger'in rehberliğinde başladı.
Palma adasındaki bir laboratuvarda, bilim adamları bir çift dolaşık foton (A ve B) oluştururlar ve bunlardan biri lazer ışını kullanılarak 144 km uzaklıktaki komşu Tenerife adasında bulunan başka bir laboratuvara gönderilir. Ayrıca, her iki parçacık da bir süperpozisyon durumundadır - yani henüz "kedinin kutusunu açmadık".
Sonra üçüncü foton (C) kasaya bağlanır - ışınlanması gereken - ve onu dolaşmış parçacıklardan biriyle etkileşime sokarlar. Daha sonra fizikçiler bu etkileşimin parametrelerini (A + C) ölçer ve elde edilen değeri ikinci dolaşık fotonun (B) bulunduğu Tenerife'deki bir laboratuvara iletir.
A ve B arasındaki açıklanamaz bağlantı, B'yi C (A + C-B) parçacığının tam bir kopyasına dönüştürmeyi mümkün kılacaktır - sanki okyanusu geçmeden bir adadan diğerine anında hareket etmiş gibi. Yani, teleport etti.
Anton Zeilinger pratik ışınlamayı denetler
Binlerce ve binlerce temel parçacığı bu şekilde ışınlamış olan Zeilinger, "Orijinalin taşıdığı bilgiyi bir şekilde çıkarırız - ve başka bir yerde yeni bir orijinal yaratırız" diye açıklıyor.
Bu, gelecekte bilim adamlarının herhangi bir nesneyi ve hatta insanları bu şekilde ışınlayabilecekleri anlamına mı geliyor - sonuçta biz de bu tür parçacıklardan oluşuyoruz?
Teoride bu çok mümkün. Sadece yeterli sayıda dolaşık çift oluşturmanız ve bunları farklı yerlere taşımanız, onları "ışınlama kabinlerine" - örneğin Londra ve Moskova'ya - yerleştirmeniz gerekir. Bir tarayıcı gibi çalışan üçüncü kabine giriyorsunuz: bilgisayar, parçacıklarınızın kuantum durumunu analiz ediyor, onları dolaşık olanlarla karşılaştırıyor ve bu bilgiyi başka bir şehre gönderiyor. Ve orada tam tersi süreç gerçekleşir - ve tam kopyanız dolaşmış parçacıklardan yeniden oluşturulur.
"Temel sorunlar çözüldü"
Pratikte, işler biraz daha karmaşıktır. Gerçek şu ki, vücudumuzda yaklaşık 7 oktilyon atom var (yediden sonra 27 sıfır var, yani yedi milyar milyar milyar) - bu, Evrenin gözlemlenebilir kısmındaki yıldızlardan daha fazlası.
Ve sonuçta, sadece her bir parçacığı değil, aynı zamanda aralarındaki tüm bağlantıları da analiz etmek ve tanımlamak gerekir - sonuçta, yeni bir yerde ideal olarak doğru bir sırayla toplanmaları gerekir.
Bu kadar çok miktarda bilgiyi toplamak ve iletmek neredeyse imkansızdır - en azından mevcut teknoloji geliştirme düzeyinde. Bu tür verileri işleyebilen bilgisayarların ne zaman ortaya çıkacağı bilinmiyor. Şimdi, her durumda, ışınlanabilir parçacıkların sayısını değil, laboratuvarlar arasındaki mesafeyi artırma çalışmaları devam ediyor.
Bu nedenle birçok bilim adamı, insan ışınlanma rüyasının pek gerçekleştirilemeyeceğine inanıyor. Örneğin, New York City College'da bir profesör ve tanınmış bir bilim popülerleştiricisi Michio Kaku, ışınlanmanın 21. yüzyılın sonunda - ve hatta belki 50 yıl sonra - gerçek olacağına ikna olmuş olsa da. Belirli tarihler belirtmeden, diğer bazı uzmanlar genellikle onunla hemfikirdir.
Kopenhag Üniversitesi Niels Bohr Enstitüsü'nde profesör olan Eugene Polzik, "Bu, teknolojinin ve kalitenin iyileştirilmesi sorunudur. Ancak temel sorunların çözüldüğünü söyleyebilirim - ve daha fazla mükemmellik için bir sınır yok" diyor.
Ancak, yol boyunca birçok başka soru ortaya çıkıyor. Örneğin böyle bir ışınlanma sonucunda elde edilen "kopyam" gerçek ben mi olacak? Aynı şekilde düşünecek, aynı hatıralara sahip olacak mı? Sonuçta, daha önce de belirtildiği gibi, gönderilen öğenin orijinali, kuantum analizi sonucunda yok edilir.
2004'ten 2016'ya kadar MIT'de Teorik Fizik Merkezi'ne başkanlık eden ve şu anda Google'da çalışan Edward Farhi, "Kuantum ışınlanma için, bu süreçte ışınlanabilir nesnenin imhası kesinlikle gerekli ve kaçınılmazdır" diye doğruluyor. bir grup nötron, proton ve elektrona dönüşür. En iyi şekilde görünmezsiniz."
Öte yandan, tamamen materyalist bir bakış açısıyla, bizi oluşturan parçacıklar tarafından değil, onların durumu tarafından belirleniriz - ve bilim adamlarına göre bu bilgi son derece doğru bir şekilde iletilir.
Bunun böyle olduğuna inanmak istiyorum. Ve ana karakterin yanlışlıkla bir sineğin ışınlanma kabinine nasıl uçtuğunu fark etmediği ünlü korku filminde insanlığın ışınlanma hayalinin gerçeğe dönüşmeyeceğini …
Önerilen:
Küresel ısınma: Bilim adamları alarmı tekrar çalıyor
Küresel ısınma şimdiden insan sağlığını o kadar kötü etkiliyor ki, dünya COVID-19 salgınıyla boğuşurken bile iklim acil durum önlemleri ertelenemez
Uzaylılar var mı: bilim adamları ne düşünüyor
Pentagon'un UFO raporunu çevreleyen birçok söylenti var. Uzaylılar var mı ve onlarla iletişim kurabilir misiniz? Popüler bilimsel yayın, bu soruyu beş uzmana sordu: astrofizikçi, astrobiyologlar, gezegen bilimcisi ve uzay teknolojisi uzmanı. dört kabul
Mısır dikilitaşları neden aktif olarak Avrupa'ya ihraç edildi?
Augustus ve I. Theodosius saltanatları arasındaki dönemde çok sayıda Mısır dikilitaşı Avrupa'ya götürülmüştür. Bu antik monolitler, hemen hemen her fatih üzerinde kalıcı bir izlenim bıraktı. Ancak antik Roma'da anlamları çok yönlüydü ve aynı zamanda emperyal gücü kişileştirdi
Chaga: Çinliler neden Sibirya mantarını aktif olarak satın alıyor?
Ülkemizde yetişen chaga mantarı, doğanın kendi yarattığı bir hazine olarak kabul edilir. Gerçek şu ki, birçok iyileştirici özelliği var. İkinci adı "Ölümsüzlük Sibirya mantarı" dır. Mantar her yıl sadece Rusya'da değil, giderek daha popüler hale geliyor
Kuantum bilgisayar ve biyosensörlü Rus bilim merkezinin amaçları ve hedefleri
Kuantum bilgisayarların ortaya çıkışı, insanlığın yeni yakıt türleri yaratmasına ve tıpta bir atılım yapmasına izin verecek. Bu görüş, Moskova Devlet Teknik Üniversitesi'ndeki "Fonksiyonel Mikro / Nanosistemler" Bilim Merkezi direktörü tarafından paylaşılmaktadır. N.E. Bauman İlya Rodionov. Ona göre, başkanlığındaki laboratuvarın ana görevlerinden biri kuantum hesaplama için cihazların geliştirilmesidir. RT ile yaptığı röportajda bilim adamı, bir insan durumunu gerçek zamanlı olarak teşhis etmek için biyosensörlerin geliştirilmesinden de bahsetti