Teleportimi - Realiteti: Përtej Fantashkencës

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2023-12-16 16:16

Për heronjtë e filmave fantashkencë, teleportimi është një gjë e zakonshme. Një shtypje e një butoni - dhe ato treten në ajër, kështu që në disa sekonda e gjejnë veten qindra e mijëra kilometra larg: në një vend tjetër apo edhe në një planet tjetër.

A është vërtet e mundur një lëvizje e tillë, apo teleportimi do të mbetet përgjithmonë një ëndërr e shkrimtarëve dhe skenaristëve? A po kryhet ndonjë kërkim në këtë fushë - dhe a jemi edhe pak më afër zbatimit të teknologjisë kaq të njohur për heronjtë e filmave fantastikë aksion?

Përgjigja e shkurtër për këtë pyetje është po, eksperimentet janë duke u zhvilluar dhe shumë aktive. Për më tepër, shkencëtarët publikojnë rregullisht artikuj në revista shkencore rreth eksperimenteve të suksesshme në teleportimin kuantik - në distanca gjithnjë e më të mëdha.

Dhe megjithëse shumë fizikanë të famshëm dyshojnë se ne do të jemi ndonjëherë në gjendje të teleportojmë njerëz, disa ekspertë janë shumë më optimistë dhe sigurojnë se teleportet do të bëhen realitet pas disa dekadash.

"Gënjeshtra, thashetheme dhe histori"

Së pari, le të sqarojmë se për çfarë saktësisht po flasim. Me teleportim nënkuptojmë lëvizjen e menjëhershme të objekteve në çdo distancë, idealisht më e shpejtë se shpejtësia e dritës.

Vetë fjala u shpik në vitin 1931 nga publicisti amerikan Charles Fort, i cili ishte i dhënë pas kërkimit të paranormales. Për analogji me "televizorin", që rrjedh nga greqishtja τῆλε ("larg") dhe video latine ("për të parë"), në librin e tij "Vullkanet e Parajsës" ai shpiku një term për të përshkruar lëvizjet e pashpjegueshme të objekteve në hapësirë (Latinisht porto do të thotë "për të mbajtur") …

"Në këtë libër, unë shikoj kryesisht provat se ekziston një lloj force transferuese, të cilën unë e quaj teleportim. Do të akuzohem për grumbullimin e gënjeshtrave, thashethemeve, fabulave, mashtrimeve dhe bestytnive. Në një farë mënyre, mendoj kështu. Unë vetë. Dhe në njëfarë kuptimi jo. Unë thjesht po jap të dhëna", shkruan Fort.

Ka me të vërtetë shumë mite për lëvizje të tilla - për shembull, legjenda e përhapur për eksperimentin e Filadelfias të vitit 1943, gjatë të cilit shkatërruesi amerikan Eldridge dyshohet se u teleportua 320 km.

Sidoqoftë, në praktikë, të gjitha historitë e tilla rezultojnë të jenë asgjë më shumë se spekulime të teoricienëve konspirativ, sipas të cilëve autoritetet fshehin nga publiku i gjerë çdo provë të rasteve të teleportimit si sekret ushtarak.

Në fakt, e kundërta është e vërtetë: çdo arritje në këtë fushë diskutohet gjerësisht në komunitetin shkencor. Për shembull, vetëm një javë më parë, shkencëtarët amerikanë folën për një eksperiment të ri të suksesshëm në teleportimin kuantik.

Le të kalojmë nga legjendat urbane dhe letërsia fantastike në shkencën rigoroze.

"Nga pika A në pikën B …"

Historia e teleportimit real, jo imagjinar, filloi në vitin 1993, kur fizikani amerikan Charles Bennett matematikisht - duke përdorur formula - provoi mundësinë teorike të zhvendosjeve kuantike të menjëhershme.

Sigurisht, këto ishin llogaritje thjesht teorike: ekuacione abstrakte që nuk kanë zbatim praktik. Sidoqoftë, në të njëjtën mënyrë - matematikisht -, për shembull, vrimat e zeza, valët gravitacionale dhe fenomene të tjera u zbuluan tashmë, ekzistenca e të cilave u konfirmua eksperimentalisht shumë më vonë.

Kështu që llogaritjet e Bennett u bënë një ndjesi e vërtetë. Shkencëtarët filluan të kryejnë në mënyrë aktive kërkime në këtë drejtim - dhe eksperimenti i parë i suksesshëm i teleportimit kuantik u krye brenda pak vitesh.

Këtu duhet theksuar se po flasim për teleportimin kuantik dhe kjo nuk është e njëjta gjë që jemi mësuar ta shohim në filmat fantastiko-shkencor. Nga një vend në tjetrin, nuk transmetohet vetë objekti material (për shembull, një foton ose një atom - në fund të fundit, gjithçka përbëhet nga atome), por informacione për gjendjen e tij kuantike. Megjithatë, në teori, kjo është e mjaftueshme për të "rivendosur" objektin origjinal në një vend të ri, pasi të ketë marrë një kopje të saktë të tij. Për më tepër, eksperimente të tilla tashmë po kryhen me sukses në laboratorë - por më shumë për këtë më poshtë.

Në botën me të cilën jemi mësuar, kjo teknologji është më e lehtë për t'u krahasuar me një fotokopjues ose faks: ju nuk dërgoni vetë dokumentin, por informacionin rreth tij në formë elektronike - por si rezultat, marrësi ka një kopje të saktë. Me ndryshimin thelbësor se në rastin e teleportimit, vetë objekti material i dërguar shkatërrohet, pra zhduket - dhe mbetet vetëm një kopje.

Le të përpiqemi të kuptojmë se si ndodh kjo.

A luan Zoti me zare?

A keni dëgjuar për macen e Schrödinger-it - atë që qëndron në kuti as e gjallë e as e vdekur? Kjo metaforë origjinale u shpik nga fizikani austriak Erwin Schrödinger për të përshkruar vetinë misterioze të grimcave elementare - mbivendosjen. Fakti është se grimcat kuantike mund të jenë njëkohësisht në disa gjendje njëherësh, të cilat në botë jemi mësuar t'i përjashtojmë plotësisht njëra-tjetrën. Për shembull, një elektron nuk rrotullohet rreth bërthamës së një atomi, siç mendonim ne, por ndodhet njëkohësisht në të gjitha pikat e orbitës (me probabilitete të ndryshme).

Derisa hapëm kutinë e maceve, domethënë nuk matëm karakteristikat e grimcave (në shembullin tonë, ne nuk përcaktuam vendndodhjen e saktë të elektronit), macja e ulur atje nuk është thjesht e gjallë apo e vdekur - është të dyja. të gjallë dhe të vdekur në të njëjtën kohë. Por kur kutia është e hapur, domethënë bëhet matja, grimca është në një nga gjendjet e mundshme - dhe nuk ndryshon më. Macja jonë është ose e gjallë ose e vdekur.

Nëse në këtë pikë ju pushuat plotësisht të kuptoni asgjë - mos u shqetësoni, askush nuk e kupton këtë. Natyra e mekanikës kuantike nuk është shpjeguar nga fizikanët më të shkëlqyer në botë për shumë dekada.

Fenomeni i ngatërrimit kuantik përdoret për teleportim. Kjo është kur dy grimca elementare kanë të njëjtën origjinë dhe janë në një gjendje të ndërvarur - me fjalë të tjera, ekziston një lidhje e pashpjegueshme midis tyre. Për shkak të kësaj, grimcat e ngatërruara mund të "komunikojnë" me njëra-tjetrën, madje duke qenë në një distancë të madhe nga njëra-tjetra. Dhe pasi të dini gjendjen e një grimce, mund të parashikoni gjendjen e një tjetër me siguri absolute.

Imagjinoni që keni dy zare që mblidhen gjithmonë deri në shtatë. I shkunde në një gotë dhe njërën kockë e hodhe pas shpine dhe tjetrën para dhe e mbulove me pëllëmbë. Duke ngritur dorën, patë që hodhët, të themi, një gjashtë - dhe tani mund të pohoni me besim se kocka e dytë, pas shpinës, ra njëra lart. Në fund të fundit, shuma e dy numrave duhet të jetë e barabartë me shtatë.

Tingëllon e pabesueshme, apo jo? Me zarin me të cilin jemi mësuar, një numër i tillë nuk do të funksionojë, por grimcat e ngatërruara sillen pikërisht në këtë mënyrë - dhe vetëm në këtë mënyrë, megjithëse natyra e këtij fenomeni gjithashtu kundërshton shpjegimin.

"Ky është fenomeni më i jashtëzakonshëm i mekanikës kuantike, madje është e pamundur të kuptohet," thotë profesori i MIT Walter Levin, një nga fizikantët më të respektuar në botë. rripa! Gjithçka që mund të themi është se me sa duket kështu funksionon bota jonë."

Sidoqoftë, kjo nuk do të thotë aspak se ky fenomen misterioz nuk mund të përdoret në praktikë - në fund të fundit, ai konfirmohet vazhdimisht si nga formula ashtu edhe nga eksperimentet.

Teleportim praktik

Eksperimentet praktike mbi teleportimin filluan rreth 10 vjet më parë në Ishujt Kanarie nën drejtimin e fizikanit austriak, profesor në Universitetin e Vjenës Anton Zeilinger.

Në një laborator në ishullin Palma, shkencëtarët krijojnë një palë fotone të ngatërruar (A dhe B), dhe më pas një prej tyre dërgohet duke përdorur një rreze lazer në një laborator tjetër që ndodhet në ishullin fqinj të Tenerife, 144 km larg. Për më tepër, të dyja grimcat janë në një gjendje mbivendosjeje - domethënë, ne ende nuk e kemi "hapur kutinë e maces".

Më pas fotoni i tretë (C) lidhet me rastin - ai që duhet teleportuar - dhe e bëjnë atë të ndërveprojë me një nga grimcat e ngatërruara. Më pas fizikanët matin parametrat e këtij ndërveprimi (A + C) dhe e transmetojnë vlerën që rezulton në një laborator në Tenerife, ku ndodhet fotoni i dytë i ngatërruar (B).

Lidhja e pashpjegueshme midis A dhe B do të bëjë të mundur kthimin e B në një kopje të saktë të grimcës C (A + C-B) - sikur ajo të lëvizte menjëherë nga një ishull në tjetrin pa kaluar oqeanin. Kjo do të thotë, ajo teleportoi.

"Ne nxjerrim informacionin që mbart origjinali - dhe krijojmë një origjinal të ri diku tjetër," shpjegon Zeilinger, i cili tashmë ka teleportuar mijëra e mijëra grimca elementare në këtë mënyrë.

A do të thotë kjo se në të ardhmen, shkencëtarët do të jenë në gjendje të teleportojnë çdo objekt dhe madje edhe njerëz në këtë mënyrë - në fund të fundit, edhe ne jemi të përbërë nga grimca të tilla?

Në teori, kjo është shumë e mundur. Thjesht duhet të krijoni një numër të mjaftueshëm çiftesh të ngatërruara dhe t'i çoni në vende të ndryshme, duke i vendosur në "kabinat e teleportimit" - le të themi, në Londër dhe Moskë. Hyni në kabinën e tretë, e cila funksionon si një skaner: kompjuteri analizon gjendjen kuantike të grimcave tuaja, duke i krahasuar ato me ato të ngatërruara dhe e dërgon këtë informacion në një qytet tjetër. Dhe aty ndodh procesi i kundërt - dhe kopja juaj e saktë rikrijohet nga grimcat e ngatërruara.

“Çështjet themelore të zgjidhura”

Në praktikë, gjërat janë pak më të komplikuara. Fakti është se ka rreth 7 oktilion atome në trupin tonë (pas shtatë ka 27 zero, domethënë shtatë miliardë miliardë miliardë) - kjo është më shumë se yje në pjesën e vëzhgueshme të Universit.

Dhe në fund të fundit, është e nevojshme të analizohet dhe të përshkruhet jo vetëm çdo grimcë individuale, por edhe të gjitha lidhjet midis tyre - në fund të fundit, në një vend të ri ato duhet të mblidhen në një mënyrë ideale të saktë.

Është pothuajse e pamundur të mblidhet dhe të transmetohet një sasi e tillë informacioni - të paktën, në nivelin aktual të zhvillimit të teknologjisë. Nuk dihet se kur do të shfaqen kompjuterë të aftë për të përpunuar vëllime të tilla të dhënash. Tani, gjithsesi, po punohet për të rritur distancën ndërmjet laboratorëve dhe jo numrin e grimcave të teleportueshme.

Kjo është arsyeja pse shumë shkencëtarë besojnë se ëndrra e teleportimit njerëzor është e vështirë të realizohet. Edhe pse, për shembull, një profesor në Kolegjin e qytetit të Nju Jorkut dhe një popullarizues i njohur i shkencës Michio Kaku është i bindur se teleportimi do të bëhet realitet deri në fund të shekullit të 21-të - dhe ndoshta edhe 50 vjet më vonë. Pa përmendur data specifike, disa ekspertë të tjerë përgjithësisht pajtohen me të.

"Kjo është një çështje e përmirësimit të teknologjisë, përmirësimit të cilësisë. Por unë do të thoja se çështjet themelore janë zgjidhur - dhe nuk ka kufi për përsosmërinë më tej," thotë Eugene Polzik, një profesor në Institutin Niels Bohr në Universitetin e Kopenhagës.

Megjithatë, gjatë rrugës lindin shumë pyetje të tjera. Për shembull, a do të jetë "kopja e imja" e marrë si rezultat i një teleportimi të tillë? A do të mendojë ajo në të njëjtën mënyrë, do të ketë të njëjtat kujtime? Në fund të fundit, siç u përmend më herët, origjinali i artikullit të dërguar shkatërrohet si rezultat i analizës kuantike.

"Për teleportimin kuantik, shkatërrimi i objektit të teleportueshëm në proces është absolutisht i nevojshëm dhe i pashmangshëm," konfirmon Edward Farhi, i cili drejtoi Qendrën për Fizikën Teorike në MIT nga 2004 deri në 2016 dhe tani punon në Google. "Unë mendoj se thjesht do të shndërrohen në një tufë neutronesh, protonesh dhe elektronesh. Nuk do të dukeshit më mirë."

Nga ana tjetër, nga një këndvështrim thjesht materialist, ne nuk përcaktohemi nga grimcat nga të cilat jemi bërë, por nga gjendja e tyre - dhe ky informacion, thonë shkencëtarët, transmetohet jashtëzakonisht saktë.

Do të doja të besoja se është kështu. Dhe se ëndrra e njerëzimit për teleportimin nuk do të bëhet realitet në filmin e famshëm horror, ku personazhi kryesor nuk e vuri re se si një mizë fluturoi aksidentalisht në kabinën e tij të teleportimit …