211service.com
Fysiker opdager, hvordan man teleporterer energi
I 1993 viste Charlie Bennett ved IBMs Watson Research Center i New York State og et par venner, hvordan man transmitterer kvanteinformation fra et punkt i rummet til et andet uden at krydse det mellemliggende rum.
Teknikken er afhængig af det mærkelige kvantefænomen kaldet entanglement, hvor to partikler deler den samme eksistens. Denne dybe sammenhæng betyder, at en måling på den ene partikel straks påvirker den anden, selvom de er lysår fra hinanden. Bennett og firmaet fandt ud af, hvordan man kunne udnytte dette til at sende information. (Påvirkningen mellem partiklerne kan være umiddelbar, men processen krænker ikke relativitetsteorien, fordi nogle informationer skal sendes klassisk med lysets hastighed.) De kaldte teknikken teleportation.
Det er egentlig ikke en overdrivelse af dets potentiale. Da kvantepartikler ikke kan skelnes, men for den information, de bærer, er der ingen grund til at overføre dem selv. En meget enklere idé er at sende den information, de indeholder, i stedet og sikre, at der er en klar tilførsel af partikler i den anden ende til at påtage sig deres identitet. Siden da har fysikere brugt disse ideer til rent faktisk at teleportere fotoner, atomer og ioner. Og det er ikke for svært at forestille sig, at molekyler og måske endda vira kan blive teleporteret i en ikke alt for fjern fremtid.
Men Masahiro Hotta ved Tohoku University i Japan er kommet på en meget mere eksotisk idé. Hvorfor ikke bruge de samme kvanteprincipper til at teleportere energi?
I dag, med udgangspunkt i en række artikler udgivet i det sidste år, skitserer Hotta sin idé og dens implikationer. Processen med teleportering involverer at foretage en måling på hver enkelt af et sammenfiltret par partikler. Han påpeger, at målingen på den første partikel sprøjter kvanteenergi ind i systemet. Han viser derefter, at ved omhyggeligt at vælge den måling, der skal udføres på den anden partikel, er det muligt at udvinde den oprindelige energi.
Alt dette er muligt, fordi der altid er kvanteudsving i enhver partikels energi. Teleporteringsprocessen giver dig mulighed for at injicere kvanteenergi på et punkt i universet og derefter udnytte kvanteenergiudsving til at udvinde den fra et andet punkt. Naturligvis er energien i systemet som helhed uændret.
Han giver eksemplet med en streng af sammenfiltrede ioner, der svinger frem og tilbage i en elektrisk feltfælde, lidt ligesom Newtons kugler. Måling af tilstanden af den første ion sprøjter energi ind i systemet i form af en fonon, et svingningskvante. Hotta siger, at udførelsen af den rigtige form for måling på den sidste ion udvinder denne energi. Da dette kan gøres ved lysets hastighed (i princippet), bevæger fononen sig ikke hen over de mellemliggende ioner, så der er ingen opvarmning af disse ioner. Energien er blevet transmitteret uden at rejse hen over det mellemliggende rum. Det er teleportering.
Hvordan vi kan udnytte evnen til at teleportere energi er endnu ikke klart. Skriv dine forslag i kommentarfeltet, hvis du har nogen.
Men det virkelig spændende er de implikationer, det har for fysikkens grundlag. Hotta siger, at hans tilgang giver fysikere en måde at udforske forholdet mellem kvanteinformation og kvanteenergi for første gang.
Der er en voksende følelse af, at universets egenskaber bedst beskrives ikke af lovene, der styrer materien, men af lovene, der styrer information. Dette ser ud til at være sandt for kvanteverdenen, er bestemt sandt for speciel relativitetsteori, og er i øjeblikket ved at blive udforsket for generel relativitetsteori. At have en måde at håndtere energi på samme fod kan hjælpe med at trække disse forskellige tråde sammen.
Interessante ting. Der er ingen at sige, hvor denne form for tænkning kan føre hen.
Ref: arxiv.org/abs/1002.0200 : Energi-Entanglement Relation for Quantum Energy Teleportation