Выход [Николай Петрович Марчук] (fb2) читать постранично, страница - 5

представляют собой не что иное, как волны вероятности. То есть электрон – это частица, но вероятность обнаружить эту частицу задается волной де Бройля. Получается, что внезапно в самом центре физики – науки, которая прежде давала нам точные предсказания и подробные траектории любых объектов, начиная с планет и комет и заканчивая пушечными ядрами, – оказались понятия шанса и вероятности! Отсюда появился принцип неопределенности Гейзенберга: невозможно знать точную скорость, точное положение электрона и его энергию в один и тот же момент. На квантовом уровне электроны могут делать совершенно невообразимые вещи: исчезать, потом снова появляться, быть в двух местах одновременно.

Когда у людей спрашивают, как они представляют себе процесс телепортации, большинство говорят, что они должны сесть в какую-нибудь специальную кабину, похожую на лифт, которая унесет их в другое место. Но некоторые представляют себе это иначе: с нас собирают информацию о положении атомов, электронов и т. п. в нашем теле, всю эту информацию передают в другое место, где, воспользовавшись этой информацией, вас собирают заново, но уже в другом месте. Этот вариант, пожалуй, невозможен из-за принципа неопределенности Гейзенберга: мы не сможем узнать точное расположение электронов в атоме. Однако этот принцип можно преодолеть благодаря интересному свойству двух электронов: если два электрона первоначально колеблются в унисон (такое состояние называют когерентным), они способны сохранить волновую синхронизацию даже на большом расстоянии друг от друга. Даже если эти электроны будут находиться на расстоянии световых лет. Если с первым электроном что-то произойдет, то информация об этом будет немедленно передана другому электрону. Это явление называется квантовой запутанностью. Пользуясь этим явлением, физики за прошедшие годы смогли телепортировать целые атомы цезия, а скоро, возможно, смогут телепортировать молекулы ДНК и вирусы.

Кстати, доказать принципиальную возможность телепортации математически удалось в 1993 году ученым из IBM под руководством Чарльза Беннетта.

В 2004 году физики Венского университета сумели телепортировать частицы света на расстояние шестьсот метров под рекой Дунай по оптоволоконному кабелю, установив таким образом новый рекорд расстояния. В 2006 году впервые в подобных экспериментах был задействован макроскопический объект. Физики из института Нильса Бора и института Макса Планка сумели запутать луч света и газ, состоящий из атомов цезия. В этом событии участвовали многие триллионы атомов!

К сожалению, использование подобного метода для телепортации твердых и относительно больших объектов ужасно неудобно, поэтому скорее всего быстрее разовьется телепортация без запутывания.

Исследования в этой области стремительно набирали ход. В 2007 году было сделано важное открытие. Физики предложили метод телепортации, не требующий запутывания. Ведь это наиболее сложный элемент квантовой телепортации, и если удастся его не использовать, то удастся избежать много сопутствующих проблем.

Итак, вот в чем суть этого метода: ученые берут пучок атомов рубидия, переводят всю его информацию в луч света, посылают этот луч по оптоволоконному кабелю, а затем воссоздают первоначальный пучок атомов в другом месте. Ответственный за это исследование доктор Астон Брэдли назвал этот метод классической телепортацией.

Но из-за чего данный метод возможен? Он возможен из-за давно открытого состояния вещества «конденсат Бозе-Эйнштейна», или КБЭ. Это одна из самых холодных субстанций во всей Вселенной. В природе самую низкую температуру можно обнаружить в космосе: три Кельвина, т. е. на три градуса выше абсолютного нуля. Это благодаря остаточной теплоте Большого взрыва, которая до сих пор заполняет Вселенную. Но КБЭ существует от одной миллионной до одной миллиардной градуса выше абсолютного нуля. Такую температуру можно получить только в лаборатории. Когда вещество охлаждают до состояния КБЭ, все атомы сваливаются на самый низкий энергетический уровень и начинают вибрировать в унисон (становятся когерентными). Волновые функции всех этих атомов перекрываются, поэтому в каком-то смысле КБЭ напоминает гигантский «сверхатом». Существование этого вещества предсказали еще Эйнштейн и Шатьендранат Бозе в 1925 году, но этот конденсат был открыт только в 1995 году в лабораториях Массачусетского технологического института и Университета Колорадо.

Итак, теперь сам принцип телепортации с участием КБЭ. Сначала набираются суперхолодная субстанция из атомов рубидия в состоянии КБЭ. Затем на это КБЭ направляются обычные атомы рубидия, электроны которых также начинают падать на самый низкий энергетический уровень, испуская при этом кванты света, которые, в свою очередь, передаются по оптоволоконному кабелю. Причем этот луч содержит всю необходимую информацию для описания первоначального пучка вещества. Пройдя по кабелю, световой луч попадает в уже другой КБЭ,