Teleportasiya - Reallıq: Elmi fantastikadan kənar

2024 Müəllif: Seth Attwood | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2023-12-16 15:57

Elmi fantastika filmlərinin qəhrəmanları üçün teleportasiya adi bir şeydir. Düyməni bir dəfə basmaq - və onlar havada əriyir ki, bir neçə saniyə ərzində özlərini yüzlərlə və minlərlə kilometr uzaqda tapsınlar: başqa ölkədə və ya hətta başqa planetdə.

Doğrudanmı belə bir hərəkət mümkündür, yoxsa teleportasiya həmişəlik yazıçıların və ssenaristlərin arzusu olaraq qalacaq? Bu sahədə hər hansı bir araşdırma aparılırmı - və biz fantastik döyüş filmlərinin qəhrəmanlarına belə tanış olan texnologiyanın tətbiqinə bir az da yaxınlaşırıqmı?

Bu sualın qısa cavabı bəli, təcrübələr davam edir və çox fəaldır. Bundan əlavə, elm adamları müntəzəm olaraq elmi jurnallarda kvant teleportasiyasında uğurlu təcrübələr haqqında məqalələr dərc edirlər - getdikcə daha böyük məsafələrə.

Bir çox məşhur fiziklər nə vaxtsa insanları teleportasiya edə biləcəyimizə şübhə etsələr də, bəzi ekspertlər daha optimistdir və teleportların bir neçə onillikdə reallığa çevriləcəyinə əmindirlər.

Yalanlar, şayiələr və hekayələr

Əvvəlcə dəqiq nədən danışdığımızı aydınlaşdıraq. Teleportasiya dedikdə, obyektlərin istənilən məsafədə, ideal olaraq işıq sürətindən daha sürətli ani hərəkətini nəzərdə tuturuq.

Sözün özü 1931-ci ildə paranormal hadisələri araşdırmağı sevən amerikalı publisist Çarlz Fort tərəfindən icad edilmişdir. Yunanca τῆλε ("uzaq") və latın videosu ("görmək") sözlərindən yaranan "televiziya" ilə bənzətmə edərək, "Cənnət vulkanları" kitabında kosmosda cisimlərin izaholunmaz hərəkətlərini təsvir etmək üçün bir termin icad etdi (Latın porto "daşımaq" deməkdir) …

"Bu kitabda mən ilk növbədə teleportasiya adlandırdığım bir növ köçürmə qüvvəsinin olduğuna dair sübutlara baxıram. Məni açıq-aşkar yalanları, şayiələri, nağılları, saxtakarlıqları və xurafatları birləşdirməkdə günahlandırılacağam. Bir növ, mən belə hesab edirəm. Özüm. Və müəyyən mənada, yox. Mən sadəcə məlumat verirəm "deyə Fort yazır.

Bu cür hərəkətlər haqqında həqiqətən çoxlu miflər var - məsələn, 1943-cü ildə Filadelfiya təcrübəsi haqqında geniş yayılmış əfsanə, bu müddət ərzində Amerika esminesi Eldridge 320 km teleportasiya edildi.

Bununla belə, praktikada bütün bu cür hekayələr sui-qəsd nəzəriyyəçilərinin fərziyyələrindən başqa bir şey deyil, buna görə səlahiyyətlilər teleportasiya hallarına dair hər hansı sübutu hərbi sirr kimi geniş ictimaiyyətdən gizlədirlər.

Əslində isə bunun əksi doğrudur: bu sahədə əldə edilən istənilən nailiyyətlər elmi ictimaiyyətdə geniş müzakirə olunur. Məsələn, cəmi bir həftə əvvəl amerikalı alimlər kvant teleportasiyasında yeni uğurlu təcrübə haqqında danışdılar.

Gəlin şəhər əfsanələrindən və fantastik ədəbiyyatdan ciddi elmə keçək.

"A nöqtəsindən B nöqtəsinə …"

Həqiqi, uydurma deyil, teleportasiyanın hekayəsi 1993-cü ildə, amerikalı fizik Çarlz Bennet riyazi olaraq - düsturlardan istifadə edərək, ani kvant yerdəyişmələrinin nəzəri imkanlarını sübut etdikdə başladı.

Təbii ki, bunlar sırf nəzəri hesablamalar idi: praktiki tətbiqi olmayan mücərrəd tənliklər. Bununla belə, eyni şəkildə - riyazi olaraq - məsələn, qara dəliklər, qravitasiya dalğaları və digər hadisələr artıq kəşf edilmişdi, onların mövcudluğu çox sonra eksperimental olaraq təsdiq edilmişdir.

Beləliklə, Bennettin hesablamaları əsl sensasiyaya çevrildi. Alimlər bu istiqamətdə fəal tədqiqatlar aparmağa başladılar - və bir neçə il ərzində kvant teleportasiyasının ilk uğurlu təcrübəsi həyata keçirildi.

Burada vurğulanmalıdır ki, biz kvant teleportasiyasından danışırıq və bu, elmi fantastika filmlərində görməyə öyrəşdiyimiz şeylə tam olaraq eyni deyil. Bir yerdən digər yerə maddi obyektin özü deyil (məsələn, foton və ya atom - axırda hər şey atomlardan ibarətdir) onun kvant vəziyyəti haqqında məlumat ötürülür. Bununla belə, nəzəri olaraq, bu, orijinal obyektin dəqiq surətini alaraq yeni yerdə "bərpa etmək" üçün kifayətdir. Üstəlik, bu cür təcrübələr artıq laboratoriyalarda uğurla həyata keçirilir - lakin aşağıda daha çox.

Bizə öyrəşdiyimiz dünyada bu texnologiyanı surətçıxarma maşını və ya faksla müqayisə etmək ən asandır: siz sənədin özünü deyil, bu barədə məlumatı elektron formada göndərirsiniz - lakin nəticədə alıcının dəqiq surəti olur. Əsas fərqlə, teleportasiya zamanı göndərilən maddi obyektin özü məhv olur, yəni yox olur - və yalnız bir nüsxə qalır.

Bunun necə baş verdiyini anlamağa çalışaq.

Allah zar oynayır?

Şrödingerin pişiyi - qutuda nə diri, nə də ölü olan pişiyi haqqında eşitmisiniz? Bu orijinal metafora avstriyalı fizik Ervin Şrödinger tərəfindən elementar hissəciklərin sirli xüsusiyyətini - superpozisiyanı təsvir etmək üçün icad edilmişdir. Fakt budur ki, kvant hissəcikləri eyni anda bir neçə vəziyyətdə ola bilər, dünyada biz bir-birini tamamilə istisna etməyə öyrəşmişik. Məsələn, elektron əvvəllər düşündüyümüz kimi atomun nüvəsi ətrafında fırlanmır, eyni zamanda orbitin bütün nöqtələrində (müxtəlif ehtimallarla) yerləşir.

Biz pişik qutusunu açana qədər, yəni zərrəciyin xüsusiyyətlərini ölçməmişik (nümunəmizdə elektronun yerini dəqiq müəyyənləşdirməmişik), orada oturan pişik sadəcə diri və ya ölü deyil - həm də eyni anda diri və ölü. Amma qutu açıq olduqda, yəni ölçmə aparıldıqda, hissəcik mümkün vəziyyətlərdən birində olur - və daha dəyişmir. Bizim pişik ya diridir, ya da ölüdür.

Bu anda bir şeyi başa düşməyi tamamilə dayandırmısınızsa - narahat olmayın, heç kim bunu başa düşmür. Kvant mexanikasının təbiəti onilliklər ərzində dünyanın ən parlaq fizikləri tərəfindən izah edilməmişdir.

Teleportasiya üçün kvant dolaşıqlığı fenomenindən istifadə olunur. Bu, iki elementar hissəciyin eyni mənşəli olması və bir-birindən asılı vəziyyətdə olmasıdır - başqa sözlə, onlar arasında hansısa izaholunmaz əlaqə var. Bunun sayəsində dolaşıq hissəciklər hətta bir-birindən böyük məsafədə olsalar da, bir-biri ilə “ünsiyyət qura” bilirlər. Və bir zərrəciyin vəziyyətini bildikdən sonra digərinin vəziyyətini mütləq əminliklə proqnozlaşdıra bilərsiniz.

Təsəvvür edin ki, iki zəriniz var və hər zaman yeddiyə çatır. Onları stəkanda silkələdin və bir sümüyü arxanın arxasına, digərini isə qabağına atıb ovucunla örtdün. Əlinizi qaldıraraq, məsələn, altı atdığınızı gördünüz - və indi arxanızdakı ikinci sümüyün birinin yuxarıya düşdüyünü əminliklə iddia edə bilərsiniz. Axı iki ədədin cəmi yeddiyə bərabər olmalıdır.

İnanılmaz səslənir, elə deyilmi? Bizim öyrəşdiyimiz zarlarla belə bir rəqəm işləməyəcək, lakin dolaşıq hissəciklər məhz bu şəkildə davranırlar - və yalnız bu şəkildə, baxmayaraq ki, bu fenomenin təbiəti də izahata ziddir.

Dünyanın ən hörmətli fiziklərindən biri olan MIT professoru Walter Levin deyir: “Bu, kvant mexanikasının ən inanılmaz hadisəsidir, bunu başa düşmək belə mümkün deyil”."

Ancaq bu, heç də o demək deyil ki, bu sirli fenomen praktikada istifadə edilə bilməz - axırda bu, həm düsturlar, həm də təcrübələrlə dəfələrlə təsdiqlənir.

Praktik teleportasiya

Teleportasiya üzrə praktiki təcrübələr təxminən 10 il əvvəl Kanar adalarında avstriyalı fizik, Vyana Universitetinin professoru Anton Zeilingerin rəhbərliyi ilə başlayıb.

Palma adasındakı laboratoriyada elm adamları bir-birinə qarışmış bir cüt foton (A və B) yaradır və sonra onlardan biri lazer şüası vasitəsilə qonşu Tenerife adasında, 144 km məsafədə yerləşən başqa bir laboratoriyaya göndərilir. Üstəlik, hər iki hissəcik superpozisiya vəziyyətindədir - yəni biz hələ "pişik qutusunu açmamışıq".

Sonra üçüncü foton (C) korpusa - teleportasiya edilməli olana - birləşdirilir və onlar onu dolaşıq hissəciklərdən biri ilə qarşılıqlı əlaqəyə gətirirlər. Sonra fiziklər bu qarşılıqlı təsirin parametrlərini (A + C) ölçür və nəticədə əldə edilən dəyəri ikinci dolaşıq fotonun (B) yerləşdiyi Tenerifedəki laboratoriyaya ötürürlər.

A və B arasındakı izaholunmaz əlaqə B-ni C hissəciyinin (A + C-B) dəqiq surətinə çevirməyə imkan verəcək - sanki o, okeanı keçmədən bir adadan digərinə keçib. Yəni teleportasiya etdi.

Artıq minlərlə və minlərlə elementar hissəcikləri bu yolla teleportasiya etmiş Zeilinger belə izah edir: "Biz bir növ orijinalın daşıdığı məlumatı çıxarırıq və başqa yerdə yeni orijinal yaradırıq".

Bu o deməkdirmi ki, gələcəkdə alimlər istənilən obyektləri və hətta insanları bu yolla teleportasiya edə biləcəklər - axı biz də belə hissəciklərdən ibarətik?

Teorik olaraq, bu çox mümkündür. Sadəcə kifayət qədər sayda dolaşıq cüt yaratmaq və onları müxtəlif yerlərə aparmaq, onları "teleportasiya kabinələrində" yerləşdirmək lazımdır - deyək ki, London və Moskvada. Siz skaner kimi işləyən üçüncü kabinəyə daxil olursunuz: kompüter sizin hissəciklərinizin kvant vəziyyətini təhlil edir, onları dolaşıq olanlarla müqayisə edir və bu məlumatı başqa şəhərə göndərir. Və orada əks proses baş verir - və sizin dəqiq surətiniz dolaşıq hissəciklərdən yenidən yaradılır.

“Əsas məsələlər həll olundu”

Praktikada işlər bir az daha mürəkkəbdir. Fakt budur ki, bədənimizdə təxminən 7 oktillyon atom var (yeddidən sonra 27 sıfır, yəni yeddi milyard milyard var) - bu, Kainatın müşahidə olunan hissəsindəki ulduzlardan çoxdur.

Və bütün bunlardan sonra, təkcə hər bir fərdi hissəciyi deyil, həm də onların arasındakı bütün əlaqələri təhlil etmək və təsvir etmək lazımdır - axırda yeni bir yerdə onlar ideal şəkildə düzgün qaydada yığılmalıdır.

Bu qədər məlumat toplamaq və ötürmək demək olar ki, mümkün deyil - ən azı, texnologiyanın indiki inkişafı səviyyəsində. Belə həcmdə məlumatı emal edə bilən kompüterlərin nə vaxt peyda olacağı bilinmir. İndi, hər halda, laboratoriyalar arasında məsafənin artırılması istiqamətində iş aparılır, nəinki teleporta bilən hissəciklərin sayı.

Məhz buna görə də bir çox elm adamı insanın teleportasiya arzusunun həyata keçirilməsinin çətin olduğuna inanır. Baxmayaraq ki, məsələn, Nyu-York Şəhər Kollecinin professoru və elmin məşhur populyarlaşdırıcısı Michio Kaku əmindir ki, teleportasiya 21-ci əsrin sonunda - hətta bəlkə də 50 ildən sonra reallığa çevriləcək. Konkret tarixləri qeyd etmədən bəzi digər ekspertlər ümumiyyətlə onunla razılaşırlar.

Kopenhagen Universitetinin Niels Bohr İnstitutunun professoru Eugene Polzik deyir: "Bu, texnologiyanın təkmilləşdirilməsi, keyfiyyətin yüksəldilməsi məsələsidir. Amma mən deyərdim ki, fundamental məsələlər həll olunub - və bundan sonra mükəmməlliyə heç bir məhdudiyyət yoxdur".

Bununla belə, yolda bir çox başqa suallar ortaya çıxır. Məsələn, belə teleportasiya nəticəsində əldə edilən "mənim surəti" əsl mən olacaqmı? Eyni şəkildə düşünəcək, eyni xatirələrə sahib olacaqmı? Axı, əvvəl qeyd edildiyi kimi, göndərilən əşyanın orijinalı kvant analizi nəticəsində məhv edilir.

2004-2016-cı illərdə MIT-də Nəzəri Fizika Mərkəzinə rəhbərlik edən və hazırda Google-da işləyən Edvard Farhi “Kvant teleportasiyası üçün teleport obyektinin proses zamanı məhv edilməsi tamamilə zəruri və qaçılmazdır” dedi. bir dəstə neytron, proton və elektrona çevrilirsən.

Digər tərəfdən, sırf materialist nöqteyi-nəzərdən, biz yaradıldığımız zərrəciklərə görə deyil, onların vəziyyətinə görə təyin olunuruq - və bu məlumat, alimlərin fikrincə, son dərəcə dəqiq şəkildə ötürülür.

Mən inanmaq istərdim ki, bu belədir. Bəşəriyyətin teleportasiya ilə bağlı xəyalının baş qəhrəmanın teleportasiya kabinəsinə təsadüfən milçəyin necə uçduğunu görmədiyi məşhur qorxu filmində reallığa çevrilməyəcəyini …