Işınlanma, geleneksel fiziksel anlamda mesafeyi aşmadan madde veya enerjinin bir konumdan diğerine aktarılmasıdır. Kaptan James T. "Star Trek" dizilerinden ve filmlerinden Kirk, ilk olarak Starship Enterprise mühendisi Montgomery'ye anlattı "Scotty" Scott, 1967'de "beni ışınlayacak", aktörler, 1993'te IBM bilim adamının Charles H. Bennett ve meslektaşları, gerçek hayatta ışınlanma olasılığını öne süren bilimsel bir teori önereceklerdi.
1998'e gelindiğinde, California Teknoloji Enstitüsü'ndeki fizikçiler kuantum ışınlama yaptığında ışınlanma gerçek oldu. bir laboratuarda bir konumdan diğerine ışık parçacığı, fiziksel olarak ikisi arasındaki mesafeyi geçmeden konumlar. Bilim kurgu ve bilim gerçeği arasında bazı benzerlikler olsa da, gerçek dünyadaki ışınlanma, kurgusal köklerinden büyük ölçüde farklıdır.
Işınlanma Kökleri: Kuantum Fiziği ve Mekaniği
1998'de bu ilk ışınlanmaya yol açan bilim dalı, köklerini kuantum mekaniğinin babası Alman fizikçi Max Planck'tan alıyor. 1900 ve 1905'teki termodinamikteki çalışmaları, onu "kuanta" olarak adlandırdığı farklı enerji paketlerinin keşfine götürdü. Onun teorisinde, Şimdi Planck sabiti olarak bilinen, kuantumun atom altı düzeyde hem parçacık hem de parçacık olarak nasıl performans gösterdiğini açıklayan bir formül geliştirdi. dalgalar.
Kuantum mekaniğindeki makroskobik düzeydeki birçok kural ve ilke, bu iki tür oluşumu tanımlar: dalgaların ve parçacıkların ikili varlığı. Parçacıklar, yerelleştirilmiş deneyimler olarak, hareket halinde hem kütleyi hem de enerjiyi iletir. Delokalize olayları temsil eden dalgalar, elektromanyetik spektrumdaki ışık dalgaları gibi uzay-zamana yayılır ve hareket ederken enerji taşır ancak kütle taşımaz. Örneğin, bilardo masasındaki toplar – dokunabileceğiniz nesneler – parçacıklar gibi davranırken, havuzdaki dalgalanmalar dalgalar gibi davranır. Exeter Üniversitesi'nde fizik profesörü olan Stephen Jenkins, "suyun net taşınması yoktur: dolayısıyla net kütle aktarımı yoktur" diye yazıyor. Birleşik Krallık
Temel Kural: Heisenberg'in Belirsizlik İlkesi
1927'de Werner Heisenberg tarafından geliştirilen, şimdi Heisenberg'in belirsizliği olarak bilinen evrenin temel bir kuralı ilkesi, herhangi bir bireyin tam yerini ve hamlesini bilmeye bağlı içsel bir şüphenin var olduğunu söylüyor. parçacık. Parçacığın itme gibi özelliklerinden birini ne kadar çok ölçebilirseniz, parçacığın konumu hakkındaki bilgiler o kadar belirsiz hale gelir. Başka bir deyişle, ilke, parçacığın her iki durumunu aynı anda bilemeyeceğinizi, aynı anda birçok parçacığın birden çok durumunu bilemeyeceğinizi söylüyor. Heisenberg'in belirsizlik ilkesi tek başına ışınlanma fikrini imkansız kılıyor. Ancak kuantum mekaniğinin tuhaflaştığı yer burasıdır ve bunun nedeni fizikçi Erwin Schrödinger'in kuantum dolaşıklığı araştırmasıdır.
Uzaktan Korkunç Aksiyon ve Schrödinger'in Kedisi
Einstein'ın "uzaktan ürkütücü eylem" olarak adlandırdığı kuantum dolaşıklık, en basit terimlerle özetlendiğinde, esasen şunu söylüyor: Bir dolaşık parçacığın ölçümü, ikisi arasında geniş bir mesafe olsa bile, ikinci dolaşık parçacığın ölçümünü etkiler. parçacıklar.
Schrödinger, 1935'te bu fenomeni "klasik düşünce çizgilerinden bir sapma" olarak tanımladı ve onu "Verschränkung" veya dolaşma teorisi olarak adlandırdığı iki bölümlü bir makalede yayınladı. Aynı zamanda paradoksal kedisinden de bahsettiği o yazıda - gözlem, kedinin durumunun varoluşunu kendi haline dönüştürene kadar aynı anda hem canlı hem de ölüydü. ölü ya da diri - Schrödinger, önceki bir karşılaşma nedeniyle iki ayrı kuantum sistemi birbirine karıştığında veya kuantum olarak bağlandığında, Bir kuantum sistemin veya durumun özellikleri, diğer sistemin özelliklerini içermiyorsa, ikisi arasındaki uzamsal mesafe ne olursa olsun mümkün değildir. sistemler.
Kuantum dolaşıklığı, bilim adamlarının bugün yürüttüğü kuantum ışınlanma deneylerinin temelini oluşturur.
Kuantum Işınlanma ve Bilim Kurgu
Bugün bilim adamları tarafından ışınlanma, kuantum dolaşıklığına dayanır, böylece bir parçacığa olan şey diğerine anında olur. Bilim kurgudan farklı olarak, bir nesneyi veya kişiyi fiziksel olarak tarayıp başka bir yere iletmeyi içermez, çünkü şu anda orijinal nesnenin veya kişinin kesin bir kuantum kopyasını, nesneyi yok etmeden oluşturmak imkansızdır. orijinal.
Bunun yerine, kuantum ışınlanma, bir kuantum durumunun (bilgi gibi) önemli bir fark boyunca bir atomdan farklı bir atoma taşınmasını temsil eder. Michigan Üniversitesi'nden bilimsel ekipler ve Maryland Üniversitesi'ndeki Ortak Kuantum Enstitüsü, 2009 yılında bu özel deneyi başarıyla tamamladıklarını bildirdi. Deneylerinde, bir atomdan gelen bilgi, bir metre arayla diğerine taşındı. Bilim adamları deney sırasında her bir atomu ayrı muhafazalarda tuttular.
Işınlanma için Gelecek Neleri Bekliyor?
Bir insanı veya bir cismi Dünya'dan uzayda uzak bir yere taşıma fikri bilimkurgu alanında kalırken, Bir anda, verilerin bir atomdan diğerine kuantum ışınlanması, birden fazla alanda uygulama potansiyeline sahiptir: bilgisayarlar, siber güvenlik, İnternet ve dahası.
Temel olarak, bir konumdan diğerine veri aktarımına dayanan herhangi bir sistem, veri aktarımlarının insanların hayal edebileceğinden çok daha hızlı gerçekleştiğini görebilir. Kuantum ışınlama, verilerin süperpozisyon nedeniyle herhangi bir zaman aşımı olmaksızın bir konumdan diğerine taşınmasıyla sonuçlandığında - her ikisinde de bulunan veriler bir bilgisayarın ikili sisteminde hem 0 hem de 1'in ikili durumları, ölçüm durumu 0 veya 1'e daraltana kadar - veriler, verinin hızından daha hızlı hareket eder. ışık. Bu gerçekleştiğinde, bilgisayar teknolojisi tamamen yeni bir devrimden geçecek.