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Teletransporte - realidade: além da ficção científica
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Vídeo: Teletransporte - realidade: além da ficção científica

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Anonim

Para os heróis dos filmes de ficção científica, o teletransporte é uma coisa comum. Basta pressionar um botão - e eles se dissolvem no ar, de modo que em alguns segundos se encontram a centenas e milhares de quilômetros de distância: em outro país ou mesmo em outro planeta.

Esse movimento é realmente possível ou o teletransporte permanecerá para sempre um sonho de escritores e roteiristas? Existe alguma pesquisa sendo realizada nesta área - e estamos ainda um pouco mais próximos da implementação da tecnologia tão familiar aos heróis dos fantásticos filmes de ação?

A resposta curta a essa pergunta é sim, os experimentos estão em andamento e muito ativamente. Além disso, os cientistas publicam regularmente artigos em revistas científicas sobre experimentos bem-sucedidos em teletransporte quântico - para distâncias cada vez maiores.

E embora muitos físicos famosos duvidem que algum dia seremos capazes de teletransportar pessoas, alguns especialistas são muito mais otimistas e garantem que os teletransportes se tornarão uma realidade em algumas décadas.

"Mentiras, rumores e histórias"

Primeiro, vamos esclarecer do que exatamente estamos falando. Por teletransporte, queremos dizer o movimento instantâneo de objetos a qualquer distância, idealmente mais rápido do que a velocidade da luz.

A própria palavra foi inventada em 1931 pelo publicitário americano Charles Fort, que gostava de pesquisar o paranormal. Por analogia com "televisão", derivado do grego τῆλε ("longe") e do vídeo latino ("ver"), em seu livro "Vulcões do Céu" ele inventou um termo para descrever os movimentos inexplicáveis de objetos no espaço (Porto em latim significa "transportar") …

"Neste livro, examino principalmente as evidências de que existe algum tipo de força de transferência, que chamo de teletransporte. Serei acusado de juntar as peças de mentiras, rumores, fábulas, boatos e superstições. De certa forma, acho que sim eu mesmo. E, de certa forma, não. Estou apenas fornecendo dados ", escreve Fort.

De fato, existem muitos mitos sobre esses movimentos - por exemplo, a lenda difundida sobre o experimento da Filadélfia de 1943, durante o qual o destróier americano Eldridge teria sido teletransportado 320 km.

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No entanto, na prática, todas essas histórias acabam sendo nada mais do que especulação de teóricos da conspiração, segundo os quais as autoridades escondem do público em geral qualquer evidência de casos de teletransporte como um segredo militar.

Na verdade, o oposto é verdadeiro: quaisquer conquistas nessa área são amplamente discutidas na comunidade científica. Por exemplo, apenas uma semana atrás, cientistas americanos falaram sobre um novo experimento bem-sucedido de teletransporte quântico.

Vamos passar das lendas urbanas e literatura fantástica à ciência rigorosa.

Do ponto A ao ponto B …

A história do teletransporte real, não ficcional, começou em 1993, quando o físico americano Charles Bennett matematicamente - usando fórmulas - provou a possibilidade teórica de deslocamentos quânticos instantâneos.

Claro, esses eram cálculos puramente teóricos: equações abstratas que não têm aplicação prática. No entanto, da mesma forma - matematicamente -, por exemplo, buracos negros, ondas gravitacionais e outros fenômenos já foram descobertos, cuja existência foi confirmada experimentalmente muito mais tarde.

Portanto, os cálculos de Bennett se tornaram uma verdadeira sensação. Os cientistas começaram a realizar pesquisas ativamente nessa direção - e o primeiro experimento bem-sucedido de teletransporte quântico foi realizado em poucos anos.

Deve-se enfatizar aqui que estamos falando de teletransporte quântico, e não é exatamente a mesma coisa que estamos acostumados a ver nos filmes de ficção científica. De um lugar para outro, não é transmitido o próprio objeto material (por exemplo, um fóton ou um átomo - afinal, tudo consiste em átomos), mas sim informações sobre seu estado quântico. Porém, em tese, isso é suficiente para "restaurar" o objeto original em um novo local, tendo recebido uma cópia exata do mesmo. Além disso, esses experimentos já estão sendo realizados com sucesso em laboratórios - mas mais sobre isso a seguir.

No mundo a que estamos acostumados, essa tecnologia é mais fácil de comparar com uma copiadora ou fax: você não envia o documento em si, mas as informações sobre ele em formato eletrônico - mas, como resultado, o destinatário tem uma cópia exata. Com a diferença essencial de que no caso de teletransporte, o próprio objeto material enviado é destruído, ou seja, ele desaparece - e apenas uma cópia permanece.

Vamos tentar descobrir como isso acontece.

Deus joga dados?

Você já ouviu falar do gato de Schrödinger - aquele que fica na caixa nem vivo nem morto? Esta metáfora original foi inventada pelo físico austríaco Erwin Schrödinger para descrever a propriedade misteriosa das partículas elementares - a superposição. O fato é que as partículas quânticas podem estar simultaneamente em vários estados ao mesmo tempo, que no mundo estamos acostumados a excluir completamente uns dos outros. Por exemplo, um elétron não gira em torno do núcleo de um átomo, como costumávamos pensar, mas está localizado simultaneamente em todos os pontos da órbita (com diferentes probabilidades).

Até abrirmos a caixa do gato, ou seja, não medimos as características da partícula (em nosso exemplo, não determinamos a localização exata do elétron), o gato sentado ali não está apenas vivo ou morto - é ambos vivo e morto ao mesmo tempo. Mas quando a caixa é aberta, ou seja, a medição é feita, a partícula está em um dos estados possíveis - e não muda mais. Nosso gato está vivo ou morto.

Se neste ponto você parou completamente de entender alguma coisa - não se preocupe, ninguém entende isso. A natureza da mecânica quântica não foi explicada pelos físicos mais brilhantes do mundo por muitas décadas.

O fenômeno do emaranhamento quântico é usado para teletransporte. É quando duas partículas elementares têm a mesma origem e estão em um estado interdependente - em outras palavras, existe alguma conexão inexplicável entre elas. Devido a isso, as partículas emaranhadas podem "comunicar-se" umas com as outras, mesmo estando a uma grande distância umas das outras. E uma vez que você conhece o estado de uma partícula, pode predizer o estado de outra com certeza absoluta.

Imagine que você tem dois dados que sempre somam sete. Você os sacudia em um copo e jogava um osso atrás das costas e o outro na sua frente e o cobria com a palma da mão. Levantando a mão, você viu que arremessou, digamos, um seis - e agora você pode afirmar com segurança que o segundo osso, nas suas costas, caiu um para cima. Afinal, a soma de dois números deve ser igual a sete.

Parece incrível, certo? Com os dados a que estamos acostumados, tal número não funcionará, mas as partículas emaranhadas se comportam exatamente assim - e apenas assim, embora a natureza desse fenômeno também desafie qualquer explicação.

"Este é o fenômeno mais incrível da mecânica quântica, é impossível até mesmo compreender", diz o professor do MIT Walter Levin, um dos físicos mais respeitados do mundo. Cintos! Tudo o que podemos dizer é que aparentemente é assim que nosso mundo funciona."

No entanto, isso não significa de forma alguma que esse fenômeno misterioso não possa ser usado na prática - afinal, ele é repetidamente confirmado por fórmulas e experimentos.

Teletransporte prático

Experimentos práticos de teletransporte começaram há cerca de 10 anos nas Ilhas Canárias sob a orientação do físico austríaco, professor da Universidade de Viena Anton Zeilinger.

Em um laboratório na ilha de Palma, os cientistas criam um par de fótons emaranhados (A e B) e, em seguida, um deles é enviado por meio de um feixe de laser a outro laboratório localizado na ilha vizinha de Tenerife, a 144 km de distância. Além disso, ambas as partículas estão em um estado de sobreposição - ou seja, ainda não "abrimos a caixa do gato".

Em seguida, o terceiro fóton (C) é conectado ao caso - aquele que precisa ser teletransportado - e eles o fazem interagir com uma das partículas emaranhadas. Em seguida, os físicos medem os parâmetros dessa interação (A + C) e transmitem o valor resultante para um laboratório em Tenerife, onde o segundo fóton emaranhado (B) está localizado.

A inexplicável conexão entre A e B tornará possível transformar B em uma cópia exata da partícula C (A + C-B) - como se ela se movesse instantaneamente de uma ilha para outra sem cruzar o oceano. Ou seja, ela se teletransportou.

“Nós meio que extraímos as informações que o original carrega - e criamos um novo original em outro lugar”, explica Zeilinger, que já teletransportou milhares e milhares de partículas elementares dessa forma.

Isso significa que, no futuro, os cientistas serão capazes de teletransportar quaisquer objetos e até pessoas dessa forma - afinal, também somos compostos dessas partículas?

Em teoria, isso é muito possível. Você só precisa criar um número suficiente de pares emaranhados e carregá-los para lugares diferentes, colocando-os em "cabines de teletransporte" - digamos, em Londres e Moscou. Você entra na terceira cabine, que funciona como um scanner: o computador analisa o estado quântico de suas partículas, comparando-as com as emaranhadas, e envia essas informações para outra cidade. E aí ocorre o processo oposto - e sua cópia exata é recriada a partir das partículas emaranhadas.

Problemas fundamentais resolvidos

Na prática, as coisas são um pouco mais complicadas. O fato é que existem cerca de 7 octilhões de átomos em nosso corpo (depois de sete existem 27 zeros, ou seja, sete bilhões de bilhões de bilhões) - isso é mais do que estrelas na parte observável do Universo.

E, afinal, é necessário analisar e descrever não apenas cada partícula individual, mas também todas as conexões entre elas - afinal, em um novo local elas devem ser recolhidas na ordem idealmente correta.

É quase impossível coletar e transmitir tamanha quantidade de informações - pelo menos no atual nível de desenvolvimento da tecnologia. Não se sabe quando os computadores capazes de processar tais volumes de dados aparecerão. Agora, de qualquer forma, estão em andamento trabalhos para aumentar a distância entre os laboratórios, e não o número de partículas teletransportáveis.

É por isso que muitos cientistas acreditam que o sonho do teletransporte humano é dificilmente realizável. Embora, por exemplo, um professor do New York City College e conhecido divulgador da ciência Michio Kaku esteja convencido de que o teletransporte se tornará uma realidade no final do século 21 - e talvez até 50 anos depois. Sem nomear datas específicas, alguns outros especialistas geralmente concordam com ele.

“É uma questão de aprimorar a tecnologia, melhorar a qualidade. Mas eu diria que as questões fundamentais foram resolvidas - e não há limite para a perfeição ainda mais”, diz Eugene Polzik, professor do Instituto Niels Bohr da Universidade de Copenhagen.

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No entanto, muitas outras questões surgem ao longo do caminho. Por exemplo, a "cópia de mim" obtida como resultado de tal teletransporte será o meu eu verdadeiro? Será que ela vai pensar da mesma maneira, ter as mesmas memórias? Afinal, como mencionado anteriormente, o original do item enviado é destruído como resultado da análise quântica.

“Para o teletransporte quântico, a destruição do objeto teletransportável no processo é absolutamente necessária e inevitável”, confirma Edward Farhi, que chefiou o Centro de Física Teórica do MIT de 2004 a 2016 e agora trabalha no Google. “Acho que você faria apenas se transformar em um monte de nêutrons, prótons e elétrons. Você não ficaria no seu melhor."

Por outro lado, de um ponto de vista puramente materialista, não somos determinados pelas partículas de que somos feitos, mas por seu estado - e essa informação, dizem os cientistas, é transmitida com extrema precisão.

Eu gostaria de acreditar que é assim. E que o sonho da humanidade de teletransporte não se transforme em realidade no famoso filme de terror, onde o personagem principal não percebeu como uma mosca voou sem querer para sua cabine de teletransporte …

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