Science Fiction oder Tatsache: Willen Teleporter Beam uns immer hoch?

Die Geheimnisse des Lebens kleine Preise in dieser wöchentlichen die Plausibilität der beliebten Science-Fiction-Konzepte.

Wollen, von hier nach dort in einem Augenblick, auch wenn "es" ist Meilen und Meilen entfernt? Wenn einige Science-Fiction-Geschichten es richtig haben, alles, was Sie tun müssen ist, einen Schalter und Presto flip, teleportiert Sie an Ihr Ziel.

Vielleicht ist das berühmteste Beispiel der Teleportation-Technologie der Transporter auf der TV-Show "Star Trek". Schöpfer der Originalserie entwickelt diese schimmernde Spezialeffekt, weil sie nicht das Budget um ein Raumschiff Landung auf verschiedenen Planeten zu zeigen.

Jede Chance, die Sie "beamen" werden nach oben oder unten jederzeit schnell? Wissenschaftlich gesprochen, Teleportation Gesichter einige extreme Hindernisse, diejenigen, die sogar die gefürchtete Montgomery Scott fände Schwierigkeiten umgehen.

"Mit der Teleportation ein großes Objekt, Sie gegen eine konzeptionelle"Nein,"laufen", sagte Sidney Perkowitz, ein Physiker an der Emory University in Atlanta.

Auf atomarer Skala jedoch Teleportation von einer Art wurde bereits erreicht, führen zu weniger phantasievoll, aber immer noch beeindruckend, Technologien wie Quantencomputer.

Eine Quanten-pendeln

Teleportation Forschung macht Fortschritte. Vor ein paar Jahren Rekord Wissenschaftler einen Teleportation von fast 10 Meilen. Sie haben nicht nur Materie, aber transport – vielmehr sie teleportiert Quanteninformation zwischen Photonen.

Unter den vielen Kuriositäten von Quantum ist mechanische Physik, dass Partikel und sogar Gegenstände so groß wie winzige Diamanten, Forscher haben entdeckt, "verfangen können." Das heißt, sind Teilchen, die körperlich interagiert haben oft so verknüpft, dass eine Aktion für ein Einflüsse der anderen, unabhängig von der Entfernung zwischen ihnen ausgeführt. Albert Einstein nannte unauslöschlich dieses bizarre Phänomen als "spukhafte Abstand."

Das Hauptproblem ist die Atome an der richtigen Stelle bekommen. Passend verschränkte Teilchen (d.h., Ihr Körper) an beiden Enden eine beabsichtigte Beförderung muss den Quantenzustand des Originals bis zum anderen Ende von alltäglichen Kommunikationsmittel, wie z. B. eine Radiowelle weitergeleitet werden. Das heißt, konnte Sie nicht Informationen über große interstellare Entfernungen im Handumdrehen schießen.

"Ein Transporter Gerät Sie schneller als die Lichtgeschwindigkeit transportieren Sie niemals würde", sagte Edward Farhi, Direktor des Massachusetts Institute of Technology Center for Theoretical Physics.

Die zweite Hälfte des Pair verschränkten Teilchen (oder Paare) müsste weit mehr problematisch am Bestimmungsort ankommen, bevor die Teleportation Verfahren auftreten kann. In anderen Worten, für Captain Kirk, bis auf die Oberfläche eines Planeten über Quanten-Teleportation zu strahlen, müsste die erforderlichen Atome, ihn neu zu machen es sowieso zugeordnet werden.

"Es gibt kein kostenloses Mittagessen hier," sagte Farhi. "Du musst das ganze Set von Partikeln zu senden, die die Sache dar, die Sie teleportiert werden möchten."

"Star Trek" Transporter beschäftigen keine dieser Art von Sender und Empfänger Setup; Stattdessen geht Kirk nur wenige Schritte auf einem Transporter-Pad und entfernt er, rematerializing an seinen Bestimmungsort. "Sie müssten zwei Stücke der Ausrüstung verfügen – eine Verschränkung Generator in Punkt A und eine Verschränkung Empfänger in Punkt B," sagte Perkowitz.

Diese Anforderungen Niederlage natürlich weitgehend den Zweck der Verwendung eines Transporters über konventionelle Transportmittel an erster Stelle.

Datenflut

Die Teleportation-Schema beschrieben klingt als ob es einen Klon am Zielort führen würde; der Körper am Nullpunkt würde nicht einfach in einer wunderschön funkelnden Kaskade dematerialisieren.

Doch würden der Prozess der Messung der Quantenzustände von körpereigenen Atomen, stören die vielleicht etwas wie Tod auslösen könnte. Die Quanten-Zustand eines Teilchens am Punkt A, gemessen, denn der Vorteil der Neuaufbau eine identische Teilchen an Punkt B ist nicht mehr vor der Messung schon stattgefunden. Die Quelle Partikel Quantenzustand "zerstört", sagte Farhi.

Katalogisierung der Quantenzustand jedes Atom in einem verurteilt Menschen, ihm oder ihr Molekül für Molekül drüben wieder zu beleben ist selbst eine monumentale Herausforderung. Unsere Körper bestehen aus in der Größenordnung von 10 ^ 27 Atome und vielleicht 10 ^ 45 Bits von Informationen – Letzteres ist das Äquivalent von einem 9223372.036854775807 Billionen Terabyte Kapazität Computer-Festplatten.

Diese Klumpen von Informationen zu sammeln und deren Übertragung durch einmal weitesten von Breitband in eine praktische, aktuelle Mode unglaublich grenzt an, sagen Wissenschaftler.

"Die einzige Teleportation, die beobachtet wurden, ist nur ein Quanten-Parameter, wie ein Elektronen-Spin oder elektrisches Feld Ausrichtung eines Photons", sagte Perkowitz. "Es ist ein bisschen wie binäre, eine Null oder ein, links oder rechts, oben oder unten. Wenn man das durch die Anzahl der Moleküle in einem makroskopischen Objekt multipliziert, ist die Menge an Daten [teleportiert werden] atemberaubend."

Heisenberg wedelt mit einen finger

Um den Einsatz weiterer noch in der Quantenmechanik zu erhöhen, ist die Heisenbergsche Unschärferelation. Im Wesentlichen, je mehr Informationen Sie haben über ein Partikel Position, wissen desto weniger Sie über ihren Schwung, und umgekehrt. [Die lustigsten Theorien der Physik]

In einem ständig wechselnden, dynamische System wie eine Zelle, geschweige denn die Billionen von Zellen im menschlichen Körper sieht die erwischen eines vollständigen Snapshots aller dieser gleichzeitige Tätigkeit unmöglich.

"Sie könnte nie eine exakte Kopie eines Objekts zu machen und beliebiger Komplexität, haben", sagte Perkowitz. ("Star Trek" Schriftsteller wich dieser letzten Frage mit dem Transporter System sogenannte Heisenberg Kompensator.)

Entwurmung

Eine ganz andere, aber nicht weniger spekulativ, Art und Weise, zu teleportieren wäre irgendwie selektiv das Gewebe des Universums aufreißen. Wurmlöcher – theoretische Tunnel durch Raum und Zeit – könnte den Trick tun.

Wissenschaftler beste Vermutung ist, dass das Laichen ein Wurmloch exotische physikalischen Kräfte, die wir nicht anfangen erfordern würde zu träumen, zu meistern. In der Summierung der Perkowitz: "Teleportation ist unmöglich in Bezug auf unseren heutigen Kenntnissen."

Für Strecken in absehbarer Zukunft kurze und lange, es scheint wir müssen weiterhin auf den Transport der altmodischen Sorte verlassen – Fahrzeug oder Fußgänger. Ein Shuttle sieht eine gute Option für aussteigen auf der Oberfläche des eine seltsame neue Welt eines Tages sein.

"Es scheint wie die einfache Sache zu tun, um Kirk von hier nach dort," Farhi sagte, "ist, nur ihn zu schicken."

Plausibilität-Score: Physik tief runzelt die Stirn auf einem Transporter wie die in "Star Trek", und als Sci-Fi-Reisen Methode, die bekannten Mitteln der Teleportation schauen nicht durchführbar und unpraktisch. Wir geben daher Teleportation eines aus vier möglichen Rocketboys.