Телепортація як альтернатива транспорту, FutuRealist
Транспортувати речі чи переміщатися на далекі відстані миттєво стало заповітною мрією людства вже сотні років тому. Інтерес до такого неймовірного способу переміщення виявлявся вже в Біблії, де описується, як духи переносять людей з місця на місце. Набагато пізніше деякі письменники, серед яких Пейдж Мітчел та Артур Конан Дойл, вже розглядали апарат для миттєвого переміщення як один із чудо-винаходів майбутнього. Телепортація докорінно змінила б транспортну систему, принципи якої залишилися практично такими ж, як були на початку розвитку цивілізації, і дала б широкі можливості. Наприклад:
- моментальне переміщення рятувальників до місця катастрофи або лікарів до пацієнтів допомогло б врятувати безліч життів
- поліція могла б опинятися на місці злочину так швидко, що порушники закону не встигали б втекти.
- дослідні експедиції людей у будь-яку точку не тільки Землі, а й Всесвіту зажадали б набагато меншого обсягу часу на подорож, що дозволило б вивчати найвіддаленіші об'єкти.
- можливо, буденною реальністю стали б походи в гості до друзів, що знаходяться на іншому континенті, екскурсії на Місяць та інші планети Сонячної системи тощо.
Ньютон проти телепортації
З початком стрімкого розвитку фізики у ХІХ столітті можливість моментального перенесення тіл у просторі почали вивчати вчені багатьох провідних країн. Однак у рамках всеосяжної теорії Ньютона, що описує всі процеси, що відбуваються навколо (від руху атома до подорожей зірок і планет Всесвітом), телепортація вважалася неможливою. Ця теорія свідчить, що об'єкт рухається під впливом прикладеної сили,він не може раптово зникнути і з'явиться з нізвідки в якомусь іншому місці.
Квантовий прорив
Погляд ситуацію змінила винайдена Еге. Шредінгером і У. Гейзенбергом в 1925 р. квантова теорія. Вивчаючи атоми, вчені помітили, що електрон у своїх хаотичних, на перший погляд, рухах здійснює квантові стрибки і проявляється як хвиля ймовірності. З'ясувати за допомогою даної хвилі можна тільки те, якою є можливість виявити цей електрон у конкретній точці у певний час. Тобто. Чим вище сама хвиля, тим більша можливість побачити частинку в заданій точці простору.
Ці фантастичні явища шокували багатьох учених. Ейнштейн, спостерігаючи за цим процесом і розуміючи реальність того, що відбувається, не міг повірити в існування незрозумілих стрибків та їх випадковість.
Подальші дослідження показали, що нормальні та невід'ємні в “діяльності” атома квантові стрибки неможливо перенести на більші молекули, і тим більше на тіла, зібрані з мільярдів атомів.
Однак теоретично пристрій, що працює за законами квантової теорії і телепортує об'єкти, як у фантастичних фільмах, все ж таки створити можна!
Експеримент Ейнштейна та компанії
За іронією долі, троє вчених – Ейнштейн, Розан та Подільський – намагалися спростувати принципи квантової.теорії через їх уявну абсурдність, написали в 1935 р. роботу, пізніше названу за першими літерами їх прізвищ «експериментом ЕПР», яка містила в собі ключ до створення машини для телепортації.
Їх відкриття свідчить, що два когерентних (хитають в унісон) електрона здатні зберегти хвильову синхронізацію між собою на будь-якій відстані, незалежно від того, поділяє їх один метр або світловий рік. Зміна стану першого моментально передається на другий, якийсь глибинний зв'язок з'єднує когерентні частинки на будь-яких відстанях. Електрони в атомах безперервно обертаються, обертання когерентних електронів відбувається у протилежних напрямках і називається спином. Отже, знаючи спин одного електрона, можна дізнатися спин другого, де б він не знаходився.
Ейнштейн не вірив у достовірність цього відкриття, проте у 80-х роках ХХ століття французький учений Алан Аспект провів експеримент зі спинами фотонів кальцію на відстані 13 м, і його результати повністю підтвердили правильність квантової теорії.
Прихильники квантової теорії тріумфували, але ніякої практичної користі від знання стану спина когерентного електрона витягти не вдалося: передати інформацію таким методом, навіть найпростішу, у вигляді абетки Морзе, не виходить
Основні принципи та перспективи телепортації
Все зрушило з "мертвої точки", коли в 1993 р. вчені з американської корпорації IBM продемонстрували громадськості можливість переміщення матеріальних об'єктів, ґрунтуючись на правилах експерименту ЕПР. І хоч телепортація відбувалася на атомному рівні, і навіть не самої частки, а лише повної інформації про неї, але за минулий час дослідники просунулися у роботі від фотонів до атомів.
Цілком можливо, що протягом найближчого десятиліттявченим вдасться телепортувати молекулу чи навіть вірус!
Принцип такої телепортації досить простий: припустимо, стан атома А потрібно передати атому С. Між ними вводять атом В, когерентний С, при цьому А сканує і передає йому свою інформацію, а оскільки В і С когерентні, то переходить в даний стан. Важливо зауважити, що передавши свій стан, атом А більше цього стану не відповідає. Простіше кажучи, людина, яка переміщається таким чином, померла б і зникла в процесі телепортації, але повна інформація про неї для її відтворення з'явилася б в іншому місці.
У 2007 році відбулося досить перспективне відкриття, що дозволяє обійтися без принципу когерентності. Вчені помітили, що якщо в спеціальній установці охолодити атоми до температур, близьких до абсолютного нуля, всі вони починають коливатися в унісон, являючи собою один "великий атом". Якщо направити при цьому до них пучок атомів такої ж речовини, то вони, прагнучи перейти в стан найнижчої активності, скидають надлишки енергії у вигляді кванта світла. Пройшовши по оптоволоконному кабелю, таке світло має потрапляти в аналогічну установку, де зворотним процесом відтворюватиметься початкова речовина.
Даний метод телепортації вважається досить перспективним, але надзвичайна проблематичність отримання температур, близьких до абсолютного нуля, і "атомні" масштаби переміщення говорять про кілька десятків, якщо не сотні років досліджень, перш ніж людина зможе здійснити давню мрію.