Teleportarea cuantica

Trimis la data: 2004-06-07
Materia: Fizica
Nivel: Liceu
Pagini: 7
Nota: 8.14 / 10
Downloads: 15
Autor: Marta
Dimensiune: 30kb
Voturi: 86
Tipul fisierelor: doc
Acorda si tu o nota acestui referat:
Unul dintre mijloacele de transport inventate de scriitorii de SF este teleportarea. Oricine a văzut o imagine dintr-un film al unei teleportări. Subiecţii se aşază în nişte camere speciale, şi dispar încetul cu încetul, pentru ca să apară vii şi nevătămaţi în altă locaţie. Cred că nimeni nu a putut să uite o asemenea imagine.


Aşa cum apare ea în imaginea scriitorilor de SF, teleportarea are mai multe faze: scanarea subiectului transmiterea informaţiilor recrearea subiectului. Lucruri ce par relativ simple. Oamenii de ştiinţă au găsit însă câteva impedimente.
TELEPORTAREA CUANTICĂ

Unul dintre mijloacele de transport inventate de scriitorii de SF este teleportarea. Oricine a văzut o imagine dintr-un film al unei teleportări. Subiecţii se aşază în nişte camere speciale, şi … dispar încetul cu încetul, pentru ca să apară vii şi nevătămaţi în altă locaţie. Cred că nimeni nu a putut să uite o asemenea imagine.
Aşa cum apare ea în imaginea scriitorilor de SF, teleportarea are mai multe faze: scanarea subiectului – transmiterea informaţiilor – recrearea subiectului. Lucruri ce par relativ simple. Oamenii de ştiinţă au găsit însă câteva impedimente.
Primul dintre ele se referă la posibilităţile de scanare. În lumea cuantică nu putem măsura parametrii unei particule cu o valoare precisă datorită principiului nedeterminismului, ci doar probabilistic. Astfel dacă am dori să aflăm viteza unei particule nu vom şti nimic despre poziţia ei.
Apare apoi un alt impediment reprezentat de argumentul Penrose. Acesta spune că nu putem măsura o stare cuantică fără distrugerea ei. Deci pentru a obţine informaţiile necesare teleportării va trebui să distrugem originalul.
Astfel teleportarea ar fi de fapt o secvenţă de tipul scanarea subiectului – distrugerea lui – transmiterea informaţiei – recrearea subiectului. Recent însă a apărut un paradox care pare a da speranţa că în viitorul îndepărtat va putea fi realizată teleportarea cel puţin a obiectelor dacă nu a oamenilor. Este vorba despre efectul Einstein - Podolski – Rosen (efect EPR).
Cu toţii ştim că, conform teoriei relativităţii, viteza maximă în univers este viteza luminii. Totuşi s-a demonstrat că o pereche de fotoni gemeni (obţinuţi prin trecerea unei lumini monocromatice printr-un cristal) par a dezminţi aceasta regula. Dacă ceva interacţionează cu primul foton, al doilea foton resimte instantaneu această interacţiune.



SCHEMA CLASICĂ

Schema clasică, teoretică, primordială – sau cum doriţi să o numiţi – schema, care într-un an, doi, va fi studiată în şcoală şi cunoscută pe de rost de orice puşti, mai mult sau mai puţin sârguincios, revoluţionara schemă propusă de Charles H. Bennett, Gilles Brassard, Claude Crepeau, Richard Jozsa, Asher Peres şi William K. Wooters este extrem de simplă.
Fie I - starea particulei care trebuie teleportată. Vom numi două personaje fictive ale poveştii noastre, Alice – căreia I se încredinţează spre teleportare – şi Bob – care aşteaptă cu nerăbdare să se petreacă minunea şi să-l capete pe I. Presupunem că Alice şi Bob au împărţit deja pe din două o pereche de particule EPR. Acum Alice nu mai are nimic de făcut decât să efectueze o măsuratoare Bell asupra sistemului format din I şi propria sa particulă EPR. În urma acestei măsurători, Alice va obţine patru rezultate posibile, corespunzând celor patru stări ortogonale numite stări Bell. Stabilindu-şi anterior un cod prin care fiecărui rezultat îi era asociată o singură transformare locală, Alice îi poate transmite lui Bob un semnal constând din doi biţi de informaţie, printr-un canal de comunicaţie clasic. Astfel Bob va afla că propriei sale particule EPR i s-a întâmplat “ceva” şi că, aplicându-i transformarea corespunzatoare codului primit de la Alice, îl va obţine tocmai pe I.

GĂURI NEGRE - GĂURI DE VIERME (WORMHOLES)

“Găurile negre deţin premiul cel mare în vrăjitoria modernă şi se spune că sunt tuneluri legând Universul nostru cu tărâmul de basm al unui număr infinit de alte universuri. Trucurile matematice care leagă între ele diverse spaţiu-timpuri nu generează neapărat o fizică de calitate…”
(E.R. Harrison)

Găurile negre sunt obiecte cereşti, care, într-un fel, pot dicta soarta Universului nostru. Karl Schwarschild reuşeşte să găsească o soluţie de mare eleganţă pentru un corp sferic aflat într-un spaţiu gol (lipsit deci de materie). Această soluţie vine imediat după publicarea de către Einstein a faimoasei ecuaţii care sta la baza teoriei relativităţii generale, soluţie cunoscută sub numele de “metrica lui Schwartschild” :

ds2=c2(1-2GM/c2r)dt2-dr2/(1-2GM/c2r)-r2(dθ2+sin2θ dφ2)

Spaţiu-timpul este curbat într-o asemenea măsură în jurul corpului respectiv, încât acesta devine practic invizibil. Altfel spus, dacă raza corpului a atins valoarea r, am putea spune “pragul” Schwarschild, el şi-a început călătoria fără întoarcere spre nefiinţă, devenind o gaură neagră. Înăuntru se petrec fenomene la care lumea “normală” nu are acces – spaţiul devine timp, iar totul se prăbuşeşte spre centrul care s-a transformat într-o singularitate.
Ceea ce ne interesează însă pe noi în continuare este că, pe lângă spectaculozitatea unor asemenea rezultate, trebuie spus că găurile negre au o importanţă cu totul aparte în fizică, astronomie şi cosmologie. În primul rând pentru că, ţinănd seama că ele reprezintă stadiul final al colapsului unor stele cu masa egală cu cel puţin trei mase solare, este de presupus că foarte multe stele s-au şi transformat sau urmează să se transforme în găuri negre. Apoi, pentru că neuniformităţile gravitaţionale este posibil să fi generat o mulţime de minigăuri negre în Universul timpuriu. În fine, pentru că formarea unei găuri negre este foarte importantă pentru evoluţia Universului, mai ales că în timpul Big-Bang-ului, ca şi în momentul morţii universului, condiţiile sunt extrem de asemănătoare cu cele dintr-o gaură neagră.
Evident că o gaură neagră nu poate fi observată direct, şi anume pentru că lumina, “vehiculul” care ne aduce informaţia vizuală despre orice “lucru” existent în afara fiinţei noastre, nu poate părăsi suprafaţa sa şi în consecinţă … nu are “ce” să ajungă la noi. Şi totuşi, găurile negre sunt unele dintre cele mai studiate corpuri cereşti, mai ales de către fizicienii teoreticieni şi matematicieni.
Metrica Schwarzschild descrie şi o a doua posibilitate, cea a ceea ce putem numi “găurile albe”. Adică, în loc de o particulă, de exemplu, a cărei distanţă, r, să scadă până la raza Schwarzschild, rs (orizont), şi în continuare până la zero – singularitatea, am putea avea o particula care să “migreze” spre orizont din interior, r crescând deci dinspre singularitate spre rs şi mai departe, transformând ceea ce în interiorul găurii este timp în ceea ce în exterior este spaţiu. Particula “iese” astfel spre orizont şi nu se mai poate întoarce. În loc de o gaură neagră, avem acum de-a face cu o gaură albă. După un exerciţiu cu care ne-am obişnuit, particulei îi trebuie, în sistemul propriu, un timp finit (câteva microsecunde) pentru a realiza acest lucru. Pentru un observator extern al fenomenului, aceasta durată de timp are însă dimensiuni infinite.
Există totuşi o deosebire fundamentală faţă de “soluţia neagră” (şi “pesimistă”)! Nu putem explica originea găurii albe. Din acest punct de vedere, gaura albă este acauzală. Iar dacă vă veţi imagina cumva că răspunsul ar putea fi identificarea acestei origini cu însăşi singularitatea, atinsă în mod fatal de particulele transgresând orizontul evenimentelor, veţi realiza imediat că nu se poate. Pentru că din nou ne-am lovi de imposibile paradoxuri temporale, generate în ultima instanţă de violarea cazualităţii: simplificând lucrurile, particula ar urma să “iasă” înainte de a fi “intrat” ! Sau, dacă nu despre o particulă este vorba, ci despre o fiinţă, aceasta ar reapare în lume înainte de a se fi născut, şi-ar putea întâlni părinţii sau bunicii sau chiar pe sine – cu libertate nelimitată de acţiune, inclusiv de a-şi ucide propriul ego.

WORMHOLES
Şi dacă totuşi găurile albe putea fi create şi ar exista în perechi cu găuri negre, aceasta nu s-ar putea întâmpla în acelaşi univers sau dacă s-ar întâmpla în acelaşi univers, ar implica spaţiu-timp diferite.Aşa se naşte ideea – unii ar spune chiar necesitatea – existenţei, generării unor punţi de legătură, neaşteptate căi de acces, între ...
Home | Termeni si conditii | Politica de confidentialitate | Cookies | Help (F.A.Q.) | Contact | Publicitate
Toate imaginile, textele sau alte materiale prezentate pe site sunt proprietatea referat.ro fiind interzisa reproducerea integrala sau partiala a continutului acestui site pe alte siteuri sau in orice alta forma fara acordul scris al referat.ro. Va rugam sa consultati Termenii si conditiile de utilizare a site-ului. Informati-va despre Politica de confidentialitate. Daca aveti intrebari sau sugestii care pot ajuta la dezvoltarea site-ului va rugam sa ne scrieti la adresa webmaster@referat.ro.