Star Trek v austrálskom laboratóriu: experimenty s teleportáciou

Kvantovým fyzikom z Australian National University pod vedením Dr. Ping Koy Lama sa podarilo teleportovať laserový lúč – „rozložiť“ ho na jednom mieste laboratória a vytvoriť jeho presnú kópiu („zložiť“ ho) o meter ďalej. Znamená to teda, že jav teleportá


Fyzici Dr. Ping Koy Lam (vľavo) a študent Warwick Bowen nad svojimi teleportovacími prístrojmi na Australian National University v Canberre.

FOTO – REUTERS

cie, obľúbený pojem vedecko-fantastickej literatúry, je predsa len možný? Austrálski vedci ukázali, že proces teleportácie je možný v kvantovom svete sub-atomárnych (menších ako atóm) častíc. Napriek tomu, že aj my a svet okolo nás sa v princípe skladáme zo sub-atomárnych častíc, na to, aby sme zmizli na jednom konci vesmíru a v zlomku času sa objavili na jeho druhom konci, budeme potrebovať iný dôkaz. Cestovné lístky na teleportér ešte nie sú v predaji.Pojem teleportácia prvýkrát nepoužili vedci, ale spisovatelia science-fiction. V princípe ide o proces, v ktorom sa objekt alebo osoba dokonale zoskenuje, získané informácie sa prenesú na požadované miesto, kde sa z nich opäť poskladá nový objekt alebo osoba – dokonalá replika originálu. Rýchlosť tohto procesu závisí len od rýchlosti, akou sme schopní preniesť informáciu zo štartovacieho miesta do cieľového. Na opätovné zostrojenie nového objektu dokonca nie je potrebný ten istý materiál z pôvodného objektu, stačia atómy toho istého druhu. Teleportér je teda čosi ako fax v 3D priestore.

Star Trek v nedohľadne

Je viac než pravdepodobné, že na cestovanie nekonečnými oceánmi vesmíru a la Star Trek si budeme musieť ešte istý čas počkať, ak to vôbec niekedy bude možné. Experiment od protinožcov by však mohol nájsť ohromné uplatnenie v telekomunikáciách.

Teleportácia by mohla radikálne zvýšiť rýchlosť prenosu informácií. Nespočetné „balíky“ digitálnych dát by nemuseli čakať v rade na transport, namiesto toho by sa jednoducho premiestnili prakticky naraz a v jednom „balíku“, na požadované miesto, zo servera banky v New Yorku napríklad do Veľkých Levárov.

Ďalšou oblasťou možnej aplikácie teleportácie sú počítače. Supervýkonné kvantové počítače budúcnosti, triliónkrát rýchlejšie ako tie dnešné, budú založené na interakcii laserových lúčov s časticami sub-atomárneho alebo inými slovami kvantovo-mechanického sveta. Kvantová teleportácia by však okrem ohromného zvýšenia výkonu počítačov mala umožniť kódovanie alebo kryptovanie digitálnych informácií so 100-percentnou účinnosťou, čo je bezpochyby v rapídne sa digitalizujúcom svete veľmi žiadané.

Teleportácia skutočných, hmotných objektov, a teda aj ľudí, je však v nedohľadne. Prinajmenšom v blízkom nedohľadne. Vedci predpokladajú, že by o niekoľko rokov (Dr. Lam tvrdí, že už v roku 2006), skôr však desaťročí, mohlo byť možné teleportovať atóm a vo vzdialenejšej budúcnosti napríklad aj vírus. Teleportácia človeka je však za veľmi vzdialeným a neistým horizontom. Na to, aby sme rozobrali celého človeka, s jeho vnútorným svetom, predstavami, zážitkami, citmi, bude zrejme potrebné niečo viac ako len opätovné poskladanie biomolekulárneho lega.

Mačka v kvantovej škatuli

Teória mikrokozmu, teda kvantová teória, ktorá stojí v základoch experimentov s teleportáciou a ktorá radikálne zmenila náš pohľad na štruktúru hmoty a energie vo vesmíre, bola vypracovaná v 30-tych rokoch minulého storočia velikánmi fyziky, akými boli Max Planck, Niels Bohr alebo Werner Heisenberg.

Názory, s ktorými prišli títo fyzici, zneli nielen obyčajným smrteľníkom, ale aj väčšine vtedajších fyzikov ako z iného sveta; kvantový princíp hovoril, že energia a hmota sú len rôzne prejavy tej istej „veci“ a všetko vôkol nás sa skladá z nepredstaviteľne malých jednotiek energie – kvánt.

Najčudnejšou sa však javila myšlienka, že častice sub-atomárneho sveta sa môžu na jednom mieste v jednom okamihu vyskytovať aj nevyskytovať. Môžu byť zároveň „tu“ aj „tam“. Elektrón sa raz správa ako častica, inokedy ako vlna a aby to bolo ešte absurdnejšie, môže interagovať sám so sebou.

Azda najznámejším myšlienkovým experimentom kvantovej fyziky je tzv. experiment so Schrödingerovou mačkou, s ktorým v počiatkoch kvantovej fyziky prišiel rakúsky fyzik Erwin Schrödinger. Predstavme si hypotetickú situáciu, keď máme v izolovanej škatuli živú mačku. V škatuli je ampulka s kyanidovým jedom a rádioaktívny atóm. Rozpad tohto atómu spôsobí nukleárny mikrovýbuch, ktorý rozbije ampulku s jedom a mačka sa otrávi. Kvantová teória tvrdí, že atóm sa môže súčasne nachádzať v obidvoch stavoch, rozpadnutom aj nerozpadnutom, čo praktický znamená, že mačka je aj mŕtva, aj živá.

Fenomén teleportácie

Fenoménom teleportácie sa v súčasnosti vo svete zaoberá takmer 40 laboratórií, medzi inými aj také vážené inštitúcie, ako je IBM či California Institute of Technology (Caltech). Všetky zatiaľ experimentujú len s teleportovaním laserového lúča. Už v roku 1998 totiž experimenty na Caltechu ukázali, že je to v princípe možné.

V najnovšom experimente na Australian National University sa 34-ročnému fyzikovi Ping Koy Lamovi a jeho jedenástim kolegom podarilo „rozpliesť“ alebo rozložiť laserový lúč (pozn.: laser je silný, vysokokoncentrovaný lúč svetla) na jednom konci optického systému a znovu „spliesť“ alebo zložiť ho do podoby s tými istými fyzikálnymi vlastnosťami o 1 meter ďalej. Dôležité je, že v laserovom lúči bol zakódovaný rádiový signál, ktorý procesom teleportácie prešiel neporušený. Samotná fyzika tohto ďalekosiahleho experimentu je za hranicou bežnej laickej fyziky. Ako však v rozhovore pre BBC poznamenal Dr. Lam, experiment ukázal, že je možné „rozbiť niekoľko miliárd fotónov (svetelných častíc, teda kvánt) naraz na jednom mieste laboratória a opäť ich zložiť, taktiež (takmer) naraz, na inom mieste.

Teleportácia naprieč Galaxiou

Až do roku 1993 bola väčšina vedcov presvedčená, že dokonalá teleportácia nie je možná, pretože by to bolo porušením základného princípu kvantovej fyziky – tzv. princípu neurčitosti. Ten hovorí, že čím presnejšie meriame polohu elementárnej častice, tým viac je táto častica meraním ovplyvňovaná, až nastane okamih, keď je pôvodný stav častice totálne narušený.

V praxi to znamená, že je nemožné získať stopercentné informácie skenovanej častice a teda aj celého atómu či dokonca objektu. Inými slovami, kvantová povaha hmoty spôsobuje, že nebudeme schopní získať dostatok informácií o objekte na to, aby sme urobili jeho dokonalú repliku.

Medzinárodná skupina šiestich vedcov z IBM pod vedením Charlesa H. Bennetta z Thomas J. Watson Research Centre však v roku 1993 našla spôsob, ako túto prekážku obísť pomocou ďalšieho z paradoxov kvantovej fyziky tzv. Einstein-Podolsky-Rosenovho efektu (pozn.: vyžaduje náročný matematicko-fyzikálny aparát) a predložila teóriu kvantovej teleportácie. Teória hovorí, že informáciu o špecifických vlastnostiach častice svetla (fotónu) je možné preniesť na iné miesto v priestore a tam ju použiť na zrekonštruovanie jej dokonalej kópie.

Neskôr, v roku 1997 sa fyzikom na rakúskej Univerzite v Innsbrucku pod vedením Dr. Antona Zeilingera podarilo teleportovať fotón. V článku, ktorý Zeilingerov tím uverejnil v prestížnom odbornom časopise Nature 11. decembra 1997, fyzici tvrdia, že teleportácia fotónu je možná, aj keby išlo o prenos na opačnú stranu Galaxie. Podobný experiment sa v októbri minulého roku podaril aj dánskym fyzikom z University of Aarhus.

Albert Einstein na okraj kvantovej fyziky raz povedal: „Boh s vesmírom nehrá kocky.“ Ani génius takého formátu sa nevedel zmieriť so zdanlivo nelogickým svetom kvantovej fyziky. Ďalší fyzikálny génius, Stephen Hawking, ktorý dnes pôsobí na anglickej University of Cambridge, však hovorí: „Boh nielen že hrá s vesmírom kocky, ale občas tie kocky hádže tam, kde ich nie je vidno.“ MICHAL ŠERŠEŇ

(Autor je astrofyzik)

Najčítanejšie na SME Tech


Inzercia - Tlačové správy


  1. Kedy sa refinancovanie oplatí?
  2. Rastie nám pokrivená generácia?
  3. Intímna hygiena – celoročná záležitosť
  4. Zanzibar je plný lákadiel na dokonalú exotickú dovolenku
  5. Pivovar Šariš podporí cestovný ruch v Prešovskom kraji
  6. 3 mýty, ktorým ste možno uverili. Ale ako je to naozaj?
  7. Novinka v realitnom biznise! Zatiaľ dostupné len v Grand Koliba
  8. FemFest 2017 ponúkne beh na opätkoch i koncert známej speváčky
  9. Plug-in, hybrid alebo elektromobil? Poradíme, ako správne vybrať
  10. Bývajte v budove, po ktorej sa prechádzal Schöne Náci
  1. Detské zúbky sú veda
  2. Štartujú jesenné módne dni v Poluse
  3. Zanzibar je plný lákadiel na dokonalú exotickú dovolenku
  4. Rastie nám pokrivená generácia?
  5. Intímna hygiena – celoročná záležitosť
  6. Pivovar Šariš podporí cestovný ruch v Prešovskom kraji
  7. AAA AUTO za päť rokov predalo 320 tisíc vozidiel
  8. Novinka v realitnom biznise! Zatiaľ dostupné len v Grand Koliba
  9. 3 mýty, ktorým ste možno uverili. Ale ako je to naozaj?
  10. FemFest 2017 ponúkne beh na opätkoch i koncert známej speváčky
  1. 3 mýty, ktorým ste možno uverili. Ale ako je to naozaj? 21 634
  2. Zanzibar je plný lákadiel na dokonalú exotickú dovolenku 10 130
  3. Rastie nám pokrivená generácia? 9 356
  4. Plug-in, hybrid alebo elektromobil? Poradíme, ako správne vybrať 3 767
  5. Novinka v realitnom biznise! Zatiaľ dostupné len v Grand Koliba 2 027
  6. Intímna hygiena – celoročná záležitosť 1 945
  7. Kedy sa refinancovanie oplatí? 1 694
  8. Bývajte v budove, po ktorej sa prechádzal Schöne Náci 1 527
  9. FemFest 2017 ponúkne beh na opätkoch i koncert známej speváčky 1 247
  10. Pivovar Šariš podporí cestovný ruch v Prešovskom kraji 1 241

Hlavné správy zo Sme.sk

PLUS

Európa sa hýbe smerom, akým chce Merkelová

Angela Merkelová bola v posledných rokoch tvárou Európskej únie. Bez domáce podpory to bude mať oveľa ťažšie.

EKONOMIKA

Bankomaty majú výročia. Takto vyzerali pred 50 rokmi

Prvý bankomat dali do používania v roku 1967 v Londýne.

ŠPORT

Nórsky divák nevedel, že Sagana na Tour de France vylúčili

Ľudia v Nórsku si majstrovstvá sveta v cyklistike užívajú.

Neprehliadnite tiež

Astronautka z NASA: Vieme, že sa niečo pokazí

Astronautka Dorothy Metcalf-Lindenburgerová hovorí, ako vyzerá tréning v NASA a ako sa astronauti pripravujú na zlyhania.

Rozšírená realita je zábavná aj užitočná. Skúste tieto aplikácie pre iPhone a iPad

Nová aktualizácia iOS 11 pre mobilné zariadenia od Apple priniesla aj ARKit. V ponuke sú prvé aplikácie a je s nimi zábava.

TECH_FM

Kontroverzný objav naznačuje, že praľudia sa mohli vyvinúť v Európe

Stopy dávneho tvora mätú vedcov. Odborníci sa sporia, komu patrili.

Strašia vás baktérie na mobile? Vymysleli "umývačku"

Nová nabíjačka dezinfikuje mobily, používa na to ultrafialové žiarenie.