שתף קטע נבחר

הכי מטוקבקות

    שגר אותי סקוטי: על טלפורטציה קוונטית

    זה התחיל בסיפורי מדע בדיוני, והמשיך בניסוי שהציע אלברט איינשטיין, ניסוי שהוא עצמו לא האמין בהצלחתו. אבל היום כבר אומרים מדענים, שהטלפורטציה היא אפשרית, ובעתיד נוכל אולי להיעלם במקום אחד, ולהופיע במקום אחר. השאלה המטרידה היא, האם עדיין נהיה "אנחנו"?

    טלפורטציה - היעלמות והופעה מחדש של אנשים וחפצים במקומות שונים - העסיקה את הסופרים ואנשי הרוח החל מסוף המאה ה-19, שחשבו כי הטלפורטציה תוכל להסביר תופעות על טבעיות בלתי מוסברות.

     

    אולי הראשון שחשב על מכונה שתעלים ותשגר אטומים כמו רוחות רפאים, היה אדוארד פייג' מיטצ'ל בסיפורו הבדיוני מ-1877, שהתפרסם בעיתון הסאן הניו יורקי, ונקרא "האיש ללא הגוף":

     

    "הקשב", הוא אמר, "במהלך הניסויים שלי עם הטלפון... לא הייתה כל סיבה מדוע החומר לא יוכל להיות מועבר בטלגרף, או אם להיות מדויק מבחינה אטימולוגית, 'טלה-פמפום'. היה רק צריך להשפיע בקצה אחד של הקו על הדיסאינטגרציה של המולקולות לכדי אטומים ולהעביר את הרטט לכדי פירוק כימי על ידי חשמל לקוטב האחר. שם אטומים אחרים יכולים להשפיע על ידי חיבור מחדש מתאים. מכיוון שכל האטומים הם דומים, הסידור שלהם למולקולות מאותו הסדר, והסידור של המולקולות האלה לארגון דומה לזה המקורי יהיה מעשית שחזור של המקור. יהיה זה מטריאליזציה – לא במובן של הפיכה רוחנית, אלא בכל החומרה הלוגית והאמיתית של המדע".

     

    אביו של שרלוק הולמס, ארתור קונן דויל, כתב גם כן על מכונה זו של טלפורטציה, בסיפורו "מכונת הדיסאינטגרציה" מ-1928. אך דויל ייעד לה שימושים בלשיים, משטרתיים וצבאיים. בסיפור מקבלת דמות בשם פרופסור צ'לנג'ר פתק, שבו מסופר על ג'נטלמן לטבי בשם תיאודור נמור שמתגורר במיסיון הדתי הלבן בהמפסטד. נמור טוען שהמציא מכונה בעלת טבע יוצא מגדר הרגיל והיא מסוגלת לפרק כל עצם שממוקם בתוך תחום כיפת השפעתה. החומר מתפרק ושב למצבו המולקולארי והאטומי. על ידי הפיכת התהליך ניתן להרכיבו מחדש.

     

    צ'רלס פורט היה הראשון לכתוב על תיאורית טלפורטציה רוחנית ב-1931 בספרו "לו!". פורט חשב על כוח מסתורי, מעין ג'וקר קוסמי, שאחראי לטלפורטציה של אנשים, חיות ועצמים. פורט הסביר באמצעות הטלפורטציה תופעות על טבעיות בלתי מוסברות בזמנו.

     

    קרובים רחוקים

    כמו במקרים רבים, גם בטלפורטציה הפכו עם הזמן הזיותיהם של סופרי המדע הבדיוני לחזונם של המדענים. ב-1935 הציעו איינשטיין, בוריס פודולסקי ונתן רוזן ניסוי מחשבה שקרוי על שם שלושתם, ניסוי אפ"ר. בהתאם לתורת הקוונטים, חשבו השלושה, אם שני חלקיקים – אלקטרונים, למשל – רוטטים בתחילה יחד במצב שקרוי קוהרנטיות, אזי הם יכולים להישאר בסנכרון דמוי גלי אפילו אם יפרידו אותם זה מזה.

     

    שני אלקטרונים יכולים להיות רחוקים זה מזה טריליוני קילומטרים או שנות אור, אבל ישנו עדיין גל שרדינגר בלתי נראה שמחבר ביניהם כמו מעין חבל טבור. אם משהו קורה לאלקטרון אחד, אזי חלק ממידע זה משודר מיידית לאלקטרון האחר, מהר יותר ממהירות האור. מושג זה – חלקיקים אשר רוטטים להם בקוהרנטיות הם בעלי חיבור עמוק כלשהו – מכונה שזירה קוונטית. השזירה הקוונטית מתרחשת כאשר חלקיקים קוונטיים של אנרגיה וחומר – כמו אטומים, יונים או פוטונים – נמצאים באינטראקציה, והם בקשר ולא משנה כמה הם רחוקים זה מזה. כאשר שני עצמים הם בשזירה, תכונותיהם קשורות בצורה הדדית.

     

    נראה שלואיס קרול כבר חשב על שזירה במובן הספרותי כאשר הוא תאר את טווידלדי וטווידלדאם בספרו אליס בארץ המראה:

     

    "עומדים היו תחת עץ אחד, איש זרועו על צוואר רעהו, ותכף ומיד ידעה אליס להבדילם בשמותיהם: על צווארון האחד רקום היה "דאם" ועל צווארון השני "די". מסתבר שכל אחד מהם רקום לו "טווידל" על גב הצווארון, אמרה לנפשה".

     

    איינשטיין התייחס בלגלוג מסוים למצב השזירה, כשכתב לחברו מקס בורן ב-1947 מכתב בו כינה את התופעה "פעולה למרחוק של רוחות רפאים". הוא החשיב את השזירה לרעיון ש"מוכיח" כי תורת הקוונטים שגויה, כיוון ששום דבר לא יכול לנוע מהר יותר ממהירות האור לפי תורת היחסות הפרטית.

     

    באופן אירוני, דווקא ניסוי המחשבה, שאיינשטיין היה אחד ממנסחיו, הוכיח בסופו של דבר שהשזירה היא שרירה וקיימת.

     

    למות שם ולהיוולד במקום אחר

    ב-1964 הציע ג'ון בל כיצד לבצע את ניסוי אפ"ר וב-1980 ביצעו אלן אספקט והקולגות שלו בצרפת את הניסוי הלכה למעשה תוך שהם השתמשו בפוטונים במצב שזירה שנפלטו מאטומי קלציום ושני גלאים שמוקמו במרחק של 13 מטרים זה מזה.

     

    התוצאות היו בהסכמה מדויקת עם תורת הקוונטים, האם אינשטיין טעה באומרו שמהירות האור היא הגבול העליון למהירויות ביקום? "לא ממש", עונה ד"ר מיצ'יו קאקו, פיסיקאי מאוניברסיטת ניו יורק ופופולריזטור מפורסם ביותר של המדע. "בניסוי של אספקט, המידע אכן נע מהר יותר ממהירות האור, אבל המידע היה אקראי, ולכן חסר תועלת".

     

    מימוש ניסוי אפ"ר והשזירה הקוונטית פתחו את דלת הקסמים למה שמכונה היום טלפורטציה קוונטית. ב-1993 הראה צ'רלס בנט מ-IBM, בצוותא עם מדענים נוספים, ביניהם אשר פרס מהטכניון, שזה אפשרי מבחינה פיסיקאלית לבצע טלפורטציה לעצמים לפחות ברמה האטומית תוך שימוש בשזירה או בניסוי אפ"ר.

     

    למעשה אנחנו עושים טלפורטציה מידי יום ביומו למסמכים במכשיר הפקסימיליה. מה ההבדל אם כן בין פקסימיליה לטלפורטציה קוונטית? במעבר פקסימיליה המקור נסרק כאשר מכשיר הפקסימיליה השולח מחלץ מידע אודותיו. במצב זה המקור נותר ללא פגע לאחר תהליך הסריקה. המידע נסרק ונשלח לתחנת הקבלה (מכשיר הפקסימיליה המקבל) ושם הוא מודפס על גבי נייר כדי להפיק עותק של המקור.

     

    לעומת זאת, בטלפורטציה קוונטית שני עצמים מובאים בתחילה לכדי מגע ואז מופרדים – בדיוק כמו בניסוי אפ"ר. עצם ב' מובא לתחנה השולחת, בעוד שעצם ג' מובא לתחנה המקבלת. בתחנה השולחת עצם ב' נסרק יחד עם עצם א', שהוא העצם המקורי שאותו אנחנו שואפים להעביר בטלפורטציה. הליך זה מפיק מידע כלשהו ומשבש לחלוטין את המצב של א' ושל ב'. המידע הנסרק נשלח לתחנה המקבלת, שם משתמשים בו כדי להפוך את עצם ג' להעתק מדויק של עצם א'. "השזירה הורסת את המידע בתוך האטום א', כך שאין לנו שני עותקים אחרי הטלפורטציה. פירושו של דבר שכל מי שעובר טלפורטציה בדרך זו ימות בתהליך", אומר מיצ'יו קאקו. "אבל תכולת המידע של גופו מיד תופיע במקום אחר. במלים אחרות, הוא ימות במקום אחד אבל ייוולד מחדש במקום אחר".

     

    העתיד כבר כאן

    בינואר השנה הצליחו מדענים מאוניברסיטת מישיגן והמכון הקוונטי באוניברסיטת מרילנד לבצע ניסוי בטלפורטציה קוונטית. שתי קבוצות המדענים הצליחו להעביר מידע בין שני אטומים נפרדים במיכלים סגורים, ללא חיבור זה לזה ובמרחקים של מטר זה מזה.

     

    קישור למאמר

     

    כל אטום הוקרן בפרץ גלי מיקרוגל, שכתבו לזיכרון שלו את המידע שיש להעבירו בטלפורטציה. המדענים זיהו מצב של שזירה בין שני האטומים, ובגלל שהמצב של האטום הראשון קשור בצורה בלתי הפיכה בזה של האטום השני, החוקרים ידעו בדיוק איזה פולס גלי מיקרוגל ליישם לאטום השני בכדי לשחזר את המידע המדויק שנכתב לאטום הראשון על ידי פרץ גלי המיקרוגל. בעשותם כן הם קבלו את התוצאות בטלפורטציה המדויקת, כאשר שום מידע לא חלף בין האטום הראשון לשני. במקום זאת, המידע נעלם כאשר האטום הראשון נמדד והוא הופיע חזרה כאשר פולס המיקרוגל יושם לאטום השני.

     

    טלפורטציה של נוסע במרחבי החלל תתחיל עם אדם שעומד בתחנת השיגור בתוך מבחנה בגובה של שני מטרים. לצד המבחנה עומדת מבחנה זהה לחלוטין אך מלאה בחומר נלווה. החומר הנלווה עובר שזירה קוונטית יחד עם חומר אחר שמצוי במבחנה זהה לחלוטין ונמצאת בתחנת היעד אליה יגיע הנוסע.

     

    בתחנת השיגור, מתבצעת מדידה משולבת בחומר הנלווה שבמבחנה ליד הנוסע ובנוסע עצמו. המצב שלהם משתנה למצב קוונטי אקראי, ובאופן מיידי, משתנה גם המצב הקוונטי של החומר הנלווה בתחנת היעד. מדידת הנתונים נשלחת לתחנת היעד באמצעי תקשורת קונבנציונליים. בתחנת היעד יוצרים מחדש את הנוסע עד למצב הקוונטי של כל אטום וכל מולקולה, על ידי זה שמכוונים את המצב של החומר הנלווה בתחנת היעד בהתאם למדידה האקראית שנשלחה מתחנת השיגור.

     

    "פיסיקאים מקווים לבצע טלפורטציה למולקולות מורכבות בשנים הבאות", אומר קאקו. "אחרי זה, אולי ניתן יהיה לבצע טלפורטציה למולקולת דנ"א או אפילו לוירוס תוך כמה עשורים. בעצם, דבר לא מונע מאיתנו לבצע טלפורטציה לאדם, אם ניקח בחשבון את כל הסיכונים, אבל הבעיות הטכניות הן עצומות".

     

    אך מעל לבעיות הטכניות והבטיחותיות, מרחפת שאלה מוסרית. בטרם נחשוב בכלל להעביר יצור חי דרך מכונת טלפורטציה עתידית, יש לשאול האם הטלפורטציה היא רצח, שהרי מפרקים יצור חי לפרודותיו? האם האורגניזם שיופיע בתחנת היעד הוא אותו אדם שפורק בתחנת המוצא והורכב מחדש?

     

    גלי וינשטיין היא דוקטור להיסטוריה של המדע והטכנולוגיה, המתמחה בחייו ועבודתו של אלברט איינשטיין

     

    לפנייה לכתב/ת
     תגובה חדשה
    הצג:
    אזהרה:
    פעולה זו תמחק את התגובה שהתחלת להקליד
    מומלצים