Исследовательская работа «Тепепортация»
исполнитель: Лось Анастасия, Петухова Ольга, 9а
руководитель: Саркисян А.В.
ТЕЛЕПОРТАЦИЯ.
Телепортация раз и навсегда изменила бы принципы ведения войны, сделала бы все средства передвижения ненужными и самое приятное: отпуска перестали бы быть проблемой. Наверное, именно по этой причине эта способность является самой желанной у человечества. Разумеется, эту мечту воплотить в реальность
рано или поздно придётся именно физике. Ну так давайте посмотрим что у
человечества уже есть в наше время?
Телепортация — это общее название гипотетических процессов, при использовании которых объект способен перемещаться из одного места в другое за очень короткий промежуток времени (практически мгновенно), не существуя в промежуточных точках между ними, при помощи технологических методов или паранормальных явлений.
Начнём с цитаты известного датского учёного: Прекрасно, что мы встретились с парадоксом. Теперь можно надеяться на продвижение вперёд. Нильс Бор
Телепортация по Ньютону.
В рамках теории Ньютона телепортация невозможна. Законы Ньютона базируются на представлении о том, что объекты не приходят в движение, если их не толкнуть; объекты не исчезают и не появляются заново то в одном, то в другом месте. Но в квантовой теории частицы способны проделывать именно такие вещи. Ньютоновская механика продержалась у власти 250 лет, хотя уже в 1826 году механика стояла под вопросом, и позже, в 1925 году, была свергнута, как раз в то время, когда Вернер Гейзенберг, Эрвин Шрёдингер и их коллеги разработали тяжелую, очень сложную и трудновоспринимаюмую квантовую теорию.
Квантовая теория
Одно из самых важных уравнений в телепортации — это волновое уравнение Шрёдингера. Как-то Эрвин читал лекцию об интересном феномене, в котором говорилось о том, что электроны ведут себя так же, как и волны. Один из присутствовавших в зале коллег-физиков Питер Дебай задал вопрос: «Если электрон можно описать как волну, то как выглядит его волновое уравнение?»
К тому моменту, благодаря Ньютону, все уже знали дифференциальное исчисление, физики описывали любую волну на языке дифференциальных уравнений. Поэтому Шрёдингер воспринял этот вопрос как вызов и решил разработать подобное уравнение для электрона. Шрёдингер
вывел уравнение для волны де Бройля(так назвали электронную волну).
Если электрон описывается, как волна, то что же в
нём колеблется? В настоящее время ответом считается тезис
Макса Борна, утверждающий, что: эти волны представляют собой не что иное, как волны
вероятности. То-есть электрон — это частица, но вероятность обнаружить
эту частицу задаётся волной де Бройля.
Получается, что внезапно в самом центре физики — науки, которая прежде давала нам точные предсказания и подробные траектории любых объектов, начиная с планет, комет и заканчивая пушечными ядрами, — оказались понятия шанса и вероятности!
Отсюда появился принцип неопределённости Гейзенберга: невозможно знать точную скорость, точное положение электрона и его энергию в один и тот
же момент. На квантовом уровне электроны могут делать совершенно невообразимые вещи: исчезать, потом снова появляться, быть в двух местах одновременно. Ну а
теперь перейдём непосредственно к телепортации.
Некоторые представляют себе телепортацию так: с нас собирают
информацию о положении атомов, электронов и т.п. в нашем теле, всю эту
информацию передают в другое место, где, воспользовавшись этой
информацией, вас собирают заново, но уже в другом месте. Этот вариант
пожалуй невозможен из-за принципа неопределённости Гейзенберга: мы не
сможем узнать точное расположение электронов в атоме. Однако этот
принцип можно преодолеть благодаря интересному свойству двух
электронов: если два электрона первоначально колеблются в унисон, то они способны сохранить волновую синхронизацию даже на большом расстоянии друг от друга. Даже если эти электроны будут находится на расстоянии световых лет. Если с первым электроном что-то произойдёт, то информация об этом будет немедленно передана другому электрону. Это явление называется квантовой запутанностью. Пользуясь этим явлением физики за прошедшие годы смогли телепортировать целые атомы цезия.
Доказать принципиальную возможность телепортации математически удалось 16 лет назад учёным из IBM под руководством Чарльза Беннетта.
В 2004 году физики Венского университета сумели телепортировать частицы
света на расстояние 600м под рекой Дунай по оптоволоконному кабелю,
установив таким образом новый рекорд расстояния. В 2006 году впервые в
подобных экспериментах был задействован макроскопический объект. Физики
из института Нильса Бора и института Макса Планка сумели запутать луч
света и газ, состоящий из атомов цезия. В этом событии участвовали
многие триллионы атомов!
Но к сожалению, использование подобного метода для телепортации твёрдых и
относительно больших объектов ужасно неудобно, поэтому скорее всего
быстрее разовьётся телепортация без запутывания.
Телепортация без запутывания
Исследования в этой области стремительно набирают ход. В 2007 физики предложили метод телепортации, не требующий запутывания. Итак, суть этого метода: учёные берут пучок атомов рубидия, переводят всю его информацию в луч света,
посылают этот луч по оптоволоконному кабелю, а затем воссоздают
первоначальный пучок атомов в другом месте. Ответственный за это
исследование доктор Астон Брэдли назвал этот метод классической
телепортацией.
Вывод
Можем ли мы сказать с учетом всего уже достигнутого, когда именно мы сами
получим эту удивительную способность? В ближайшие годы физики надеются телепортировать сложные молекулы. После этого несколько десятилетий наверняка уйдёт на разработку способа телепортации ДНК или, может быть, какого-нибудь вируса. Однако технические проблемы, которые необходимо будет преодолеть на пути к подобному достижению, поражают воображение.
Скорее всего пройдёт немало столетий, прежде чем мы сможем телепортировать обычные предметы, будем надеяться, что это возможно.
Кстати, все мы знаем, не давно закончивший свой прокат в кино, фильм «Аватар». В этом фильме тоже происходит телепортация, телепортация разума, т.е. человеческий разум перемещается в аватара!))
|
