Nauka nieustannie pokazuje nam interesujące rzeczy. W miarę jak wkraczamy w jaśniejszą przyszłość, postęp naukowy zaczyna graniczyć z magią. Nauka nieustannie stara się uczynić niemożliwe możliwym i, oczywiście, nieustannie się rozwija.
Teleportacja
Ludzkość długo szukała sposobu na teleportację, ale zawsze okazywało się, że zbyt wiele wymagamy od nauki. A potem nauka pospieszyła do przodu i pokazała, że teleportacja jest możliwa. Wcześniej zajmowaliśmy się zjawiskiem splątania kwantowego. Naukowcom z Delft University of Technology udało się teleportować informacje przez pokój i udowodnić w praktyce teorię kwantowego splątania.
Naukowcy wyizolowali parę elektronów w dwóch diamentach w pewnej odległości od siebie. Zgodnie z teorią splątania kwantowego zmiana spinu w jednym diamencie powinna się symetrycznie powtórzyć w drugim diamencie. Tak właśnie się stało - zmiana w zachowaniu jednego elektronu wpłynęła na inny w odległości 10 metrów. Eksperyment kończy się sukcesem w 100% przypadków.
Naukowcy pracują obecnie nad zwiększeniem dystansu i jeśli teoria jest poprawna, wszystko się ułoży. Jeśli eksperyment polegający na transmisji informacji na duże odległości zakończy się sukcesem, już wkrótce będziemy w stanie niezawodnie teleportować informacje za pomocą cząstek kwantowych bez straty czasu i danych.
Film promocyjny:
Zawiąż światło w węzły
Z tego, co wiemy, światło powinno podróżować w linii prostej. Jednak w naszym świecie byli rzemieślnicy, którzy chcieli to naprawić. Naukowcy z uniwersytetów w Glasgow, Bristolu i Southampton jako pierwsi związali światło w węzły, urzeczywistniając abstrakcyjną koncepcję matematyczną. Węzły zostały stworzone za pomocą hologramów, które kierowały strumień światła wokół obszarów ciemności przy użyciu teorii węzłów, gałęzi matematyki zajmującej się węzłami w prawdziwym życiu.
Jeden z czołowych naukowców wyjaśnia, że światło jest jak rzeka, która może płynąć prosto i wirować w lejach. Możesz także związać własną wiązkę światła w węzeł za pomocą hologramu. Ten eksperyment wyraźnie pokazał, że przyszłość optyki może wcale nie być nudna.
Obiekty, które rozwijają się samodzielnie
Potrzeba trochę więcej czasu, zanim ktokolwiek będzie mógł korzystać z technologii druku 3D, ale nauka poszła już dalej, w kierunku drukowania 4D. Chociaż może się to wydawać przytłaczające dla większości z nas, czwartym wymiarem jest czas, co oznacza, że następna generacja drukarek nie tylko będzie w stanie wydrukować wszystko, ale same wydrukowane obiekty będą mogły się zmieniać i dostosowywać samodzielnie.
Naukowcy już zaprezentowali drukarkę 4D, która może drukować materiały, które z czasem same się składają, tworząc proste kształty, takie jak kostki. Nie brzmi to jeszcze tak fajnie, ale czas minie, a ta technologia na zawsze zmieni naukę.
Już wkrótce będziemy mogli produkować maszyny, które mogą dotrzeć do trudno dostępnych miejsc - na przykład głębokich studni - w celu konserwacji. Operacje medyczne będą wykonywane samodzielnie przez maszyny wykonane z takich materiałów. Przeważnie będą drukowane na drukarkach, a nie w fabrykach. Rury wodne określą, co należy zrobić podczas przelewania.
Ponieważ drukowanie 4D zasadniczo umożliwia tworzenie materiałów, które mogą przekształcić się w wszystko, możliwości są nieograniczone. Można śmiało powiedzieć, że minie trochę czasu, zanim druk 4D przejmie duże obiekty, ale patrząc na tempo druku 3D, będzie to już niedługo.
Czarne dziury w laboratorium
Przez długi czas czarne dziury były jednym z głównych produktów popularnej fikcji i nikt nie mógł ich sztucznie wykonać. Dopóki naukowcy z Południowo-Wschodniego Uniwersytetu w Nanjing w Chinach nie zdecydowali się na symulację czarnej dziury w laboratorium. Stworzyli obwód z określonego materiału, który służy do zmiany sposobu przemieszczania się fal elektromagnetycznych.
Podobny materiał służy do uzyskania niewidzialności, ale zamiast odbijać światło widzialne, ich układ działa z mikrofalami. Takie metamateriały pochłaniają promieniowanie elektromagnetyczne i przekształcają je w ciepło, podobnie jak czarna dziura.
Ten eksperyment ma wiele przydatnych zastosowań, szczególnie w produkcji energii. W szczególności nauka próbuje dowiedzieć się, jak odtworzyć sukces czarnej dziury, ale używając światła, ponieważ długość fali światła jest znacznie krótsza niż w przypadku mikrofal.
Jest to jednak pierwsza symulacja czarnej dziury w kontrolowanych warunkach. Ostatnio inni naukowcy zademonstrowali promieniowanie Hawkinga na przykładzie sonicznej czarnej dziury w laboratorium.
Zatrzymaj światło
Einstein był pierwszym, który zdał sobie sprawę, że nic nie może poruszać się szybciej niż światło, ale nie powiedział nic o tym, jak spowolnić światło. W eksperymencie na Uniwersytecie Harvarda naukowcom udało się spowolnić światło do 20 km / h.
Podobny materiał służy do uzyskania niewidzialności, ale zamiast odbijać światło widzialne, ich układ działa z mikrofalami. Takie metamateriały pochłaniają promieniowanie elektromagnetyczne i przekształcają je w ciepło, podobnie jak czarna dziura.
Ten eksperyment ma wiele przydatnych zastosowań, szczególnie w produkcji energii. W szczególności nauka próbuje dowiedzieć się, jak odtworzyć sukces czarnej dziury, ale używając światła, ponieważ długość fali światła jest znacznie krótsza niż w przypadku mikrofal.
Jest to jednak pierwsza symulacja czarnej dziury w kontrolowanych warunkach. Ostatnio inni naukowcy zademonstrowali promieniowanie Hawkinga na przykładzie sonicznej czarnej dziury w laboratorium.
Zatrzymaj światło
Einstein był pierwszym, który zdał sobie sprawę, że nic nie może poruszać się szybciej niż światło, ale nie powiedział nic o tym, jak spowolnić światło. W eksperymencie na Uniwersytecie Harvarda naukowcom udało się spowolnić światło do 20 km / h.
Co więcej, poszli dalej i postanowili całkowicie zatrzymać światło. Doświadczenie oparto na przechłodzonym materiale znanym jako kondensat Bosego-Einsteina. Ten kondensat tworzy się w temperaturach zaledwie kilku miliardowych stopnia powyżej zera absolutnego, więc atomy mają bardzo mało energii do poruszania się. Należy pamiętać, że zero absolutne jest abstrakcyjną koncepcją, której w zasadzie nie można osiągnąć.
Chociaż naukowcy wcześniej spowolnili światło tylko do 61 km / h, był to pierwszy przypadek całkowitego zatrzymania światła. Cząstka światła nawet po zatrzymaniu pozostawiała hologram, zamieniając się w stabilną materię zamiast wędrującej fali, którą w istocie jest.
A ponieważ światło w tej formie jest stosunkowo stabilne, można je dosłownie postawić na półce. Co więcej, kiedy ludzie udowodnili, że światło można zatrzymać, naukowcy pracują nawet nad tym, aby poruszało się w przeciwnym kierunku.
Produkcja antymaterii w laboratorium
Antymateria jest prawdopodobnie odpowiedzią na wszystkie nasze przyszłe potrzeby energetyczne. Niemniej jednak, pomimo wszelkich wysiłków, naukowcom nie udało się znaleźć we Wszechświecie obfitości antymaterii, którą można by porównać z ilością materii, a to pozostaje jedną z największych tajemnic współczesnej nauki.
Jednak chociaż ta zagadka nie zostanie rozwiązana w najbliższej przyszłości, naukowcy nauczyli się, jak tworzyć i przechowywać antymaterię w laboratorium. Grupa naukowców z różnych krajów, znana jako ALPHA, odkryła sposób na zachowanie antymaterii przez ułamek sekundy.
Mimo że produkcja antymaterii jest dostępna już od dekady, trzymanie się antymaterii zawsze wydawało się niemożliwe, ponieważ unicestwia się, gdy zderza się ze wszystkim, co znamy jako materię.
Naukowcy z CERN odkryli nowy sposób przechowywania antymaterii przez długi czas w silnym polu magnetycznym, ale problem polega na tym, że pole to wpływa na pomiary i nie pozwala nam badać antymaterii zgodnie z oczekiwaniami. Być może w przyszłości to antymateria będzie naszym głównym źródłem energii, gdy wyczerpią się wszystkie naturalne możliwości wydobycia.
Telepatia
Często pisaliśmy o tym, jak nauka znajduje sposoby na połączenie się z ludzkim mózgiem, ale jak dotąd na przykładzie szczurów - i zdalnie porusza ogonem. Chociaż jest to duże osiągnięcie, naukowcy nie poprzestają na tym. W eksperymencie przeprowadzonym przez naukowca z Duke University dwa szczury były w stanie komunikować się telepatycznie ze sobą tysiące kilometrów dalej, co teoretycznie może utorować drogę podobnej technologii dla ludzi.
Szczury połączono za pomocą implantów mózgowych. Jeden z nich musiał wybrać jedną z dwóch dźwigni, w zależności od koloru zapalonej lampy. Inny szczur nie widział lampy, ale nacisnął żądaną dźwignię, odbierając impulsy elektryczne z mózgu drugiego szczura. Szczur nie wiedział, co wpływa na mózg innego szczura, po prostu odbierał nagrodę.
Przekraczanie prędkości światła
Ten pozornie dobrze znany fakt - że prędkość światła w naszym Wszechświecie jest maksymalna - próbował obalić naukowców z Instytutu Badawczego NEC w Princeton. Wysłali wiązkę lasera przez komorę wypełnioną specjalnym gazem i ustawili czas. Jak się okazało, wiązka ta przekroczyła prędkość światła 300 razy.
Opuścił celę przed wejściem do niej, co najwyraźniej narusza prawo przyczyny i skutku. Ale naukowcy wyjaśnili, że to prawo nie zostało technicznie naruszone, ponieważ promień przyszłości w żaden sposób nie wpłynął na wydarzenia z przeszłości. Konsekwencje eksperymentu są nadal szeroko dyskutowane i nie ma solidnych dowodów na autentyczność jego ustaleń - tylko precedens.
Ukrywanie rzeczy przed samym czasem
Uczynić coś niewidzialnym i ukryć przed ludzkim wzrokiem, a zupełnie inną rzeczą jest ukryć coś przed samym czasem. Naukowcy z Cornell University stworzyli urządzenie, które rozdziela wiązkę światła na dwa komponenty, przenosi ją przez medium i łączy na drugim końcu z tymczasową soczewką, bez rejestrowania tego, co wydarzyło się w tym okresie. Soczewka spowalnia szybszą część wiązki i przyspiesza wolniejszą, tworząc tymczasową próżnię, która ukrywa zdarzenia podczas transmisji.
Mówiąc najprościej, to urządzenie przepuszcza wszystko, co wydarzyło się na drodze wiązki światła i ukrywa to przed samym czasem. Obecnie taką sztuczkę można zastosować tylko przez bardzo krótki czas, ale nic nie stoi na przeszkodzie, aby zwiększyć ją w przyszłości. Maskowanie czasu może być przydatne w różnych obszarach, w szczególności w bezpiecznej transmisji danych.
Obiekt spełnia jednocześnie dwie funkcje
Mieliśmy wiele teorii na temat tego, jak cząstki na poziomie kwantowym potrafią dokonać niemożliwego, dopóki naukowcy z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Santa Barbara nie zbudowali maszyny kwantowej, która była w stanie pokazać, co się naprawdę dzieje.
Naukowcy schłodzili maleńki kawałek metalu do najniższej możliwej temperatury. Następnie włączyli ten element do obwodu kwantowego i sprawili, że drżał jak struna, ponieważ odkryli dziwną rzecz: poruszał się i nie poruszał się w tym samym czasie, jak sugerowała teoria.
Wyobraź sobie, że ktoś odpoczywa w domu i spędza noc z plecakiem. W eksperymencie w zasadzie tak było, ale na znacznie mniejszą skalę. Odkrycie naukowców ma ogromne konsekwencje dla nauki, ponieważ mechanika kwantowa może zrealizować nasze najśmielsze marzenia.
Magazyn Science nazwał to odkrycie najważniejszym osiągnięciem naukowym 2010 roku. Niektórzy nawet uznali to za dowód istnienia wielu wszechświatów. Być może w przyszłości przebywanie w dwóch miejscach jednocześnie stanie się dość powszechne. Wtedy oczywiście będziesz miał czas na wszystko.