Znanstvenici uspjeli izvesti teleportaciju

Čini se da se znanost iz godine u godinu sve više približava tehnološkoj razini pretkazanoj u znanstvenofantastičnom serijalu 'Zvjezdane staze'


Neke od naprava, poput mobitela, već su ostvarile predviđanja kultnog ZF serijala, dok su druge, poput detektora bolesti, na dobrom putu.

Prošli tjedan fizičari su objavili novi uspjeh na istoj stazi - s jednog mjesta na drugo teleportirali su 'čestice' zrake svjetlosti. Iako to ostvarenje ne znači da ćemo u skorijoj budućnosti moći teleportirati cijele predmete ili ljude, ipak je rezultat vrlo zanimljiv jer se temelji na principu koji bi to jednoga dana trebao omogućiti - vrlo neobičnoj pojavi u kvantnoj fizici koja se zove sprega čestica. Prema kvantnoj teoriji, čestice se mogu povezati na takav način da mogu trenutno komunicirati čak i kada su jako udaljene jedna od druge. Ono što se događa jednoj čestici utječe istovjetno i trenutno na drugu.

Ta pojava je toliko neobična da ju je Einstein nazivao 'sablasnim djelovanjem na daljinu'.

Tim istraživača pod vodstvom Moriyukija Leeja sa Sveučilišta u Tokiju odlučio je teleportirati svjetlost tako da je na jednom mjestu uništi, a na drugom stvori slično kao u procesu teleportacije u 'Zvjezdanim stazama'. Transporteri Enterprisea skenirali su tijela, atom po atom, razgrađivali ih te rekonstruirali na nekom drugom mjestu.

Lee i njegovi kolege učinili su istu stvar tako što su jedan 'paket' svjetlosti povezali s jednom polovicom para spregnutih čestica. Potom su uništili svjetlost s kojom je čestica bila povezana. No čestica je zadržala vezu s dugom česticom para, uključujući informaciju o svjetlosti, što je pak omogućilo znanstvenicima da na drugom mjestu obnove jedinicu svjetlosti identične konfiguracije.

Rezultati istraživanja predstavljeni su u novom broju časopisa Science.

Iako to nije prva teleportacija čestica svjetlosti u povijesti, u novom je istraživanju obavljen značajno složeniji zadatak od prijašnjeg. Naime, tim nije teleportirao bilo kakvo svjetlo – ono se nalazilo u posebnom kvantnom stanju koje se zove stanje Schrödingerove mačke. Osim toga, u ranijim teleportacijama uglavnom su se uvijek gubili dijelovi informacija.

Schrödingerova mačka je zamišljeni eksperiment kojim je austrijski fizičar Erwin Schrödinger 1935. pokušao ukazati na određeni paradoks u shvaćanju kvantne teorije. U tom eksperimentu u zamišljenu čeličnu kutiju stavljate mačku i bočicu koja sadrži vrlo male količine radioaktivnog materijala, tako da vjerojatnost da će za vrijeme izvođenja eksperimenta od oko sat vremena doći do raspada u kojem će biti izbačena jedna čestica iznosi 50 posto. U kutiju spremite i Geigerov brojač koji može otkriti je li došlo do raspada. Geigerov brojač povežete s čekićem koji će, u slučaju da uređaj otkrije zračenje, udariti u bočicu s cijanidom koja se također nalazi u kutiji. Ako se to dogodi, mačka će uginuti. Prema kvantnoj fizici, ne znamo je li se raspad dogodio ili nije jer se rezultat održava na razini statistike s vjerojatnošću od 50 posto sve dok ne obavimo izravno mjerenje. Dakle, kvantno-mehanički možemo reći da je mačka u tzv. superponiranom stanju između života i smrti, a što se stvarno dogodilo saznat ćemo ako otvorimo kutiju.

Schrödinger je tim zamišljenim eksperimentom htio pokazati koliko bizarno djeluju ideje kvantne mehanike kada se prošire s mikrosvijeta - s čestica na svakodnevne objekte.

No znanstvenici danas znaju da kvantna teorija, koliko god bila bizarna, odlično funkcionira u praksi, a eksperimenti potvrđuju da i neobična superpozicija sa svojim brojnim istovremenim mogućnostima stvarno postoji.

Poput Schrödingerove mačke, i svjetlost može biti istovremeno u dva stanja, odnosno može istovremeno imati dvije suprotne faze. Faze svjetlosti mogu se usporediti s konopcem za preskakanje koji se u određenom trenutku nalazi ispod nogu ili iznad glave. Svjetlost će odabrati jedno od tih stanja – gornje ili donje - tek kada izvršimo izravno mjerenje. U međuvremenu će prebivati u oba stanja istovremeno s vjerojatnošću od 50 posto.

Philippe Grangier iz francuskog Optičkog instituta rekao je da je nova studija važan korak kako u stvaranju složenog stanja Schrödingerove mačke kod svjetlosti, tako i u teleportaciji predmeta. Međutim, ističe da će proći još dosta vremena prije nego što će se moći teleportirati nešto bitno složenije.

'Trenutno nemamo mogućnosti teleportirati čak ni bakteriju. Mislim da u skorijoj budućnosti nećemo moći teleportirati cijelu mačku', rekao je Grangier.

Rezultati će ipak pomoći znanstvenicima koji rade na razvoju superbrzih kvantnih računala i drugih uređaja koji se temelje na manipulacijama na kvantnoj razini.

'Učimo upravljati kvantnim svijetom, a to je dug i bolan proces, osobito za eksperimentalne znanstvenike kao što sam ja. Prije nekoliko godina sve ovo bilo je tek na razini ideje, a sada se pretvara u eksperimentalnu realnost', objasnio je Grangier.