10 scheinbar unmögliche Dinge, die die Wissenschaft möglich macht

Wir wissen, dass die Wissenschaft die ganze Zeit erstaunliche Dinge tut, aber wenn wir uns in die Zukunft bewegen, fangen wissenschaftliche Errungenschaften an, an Magie zu grenzen. Die Wissenschaft versucht ständig, das Unmögliche zu schaffen, und es gelingt auch definitiv.

10Teleportation

Die Menschheit hat lange nach einer Methode der wahren Teleportation gesucht, aber es fühlte sich immer so an, als ob sie zu viel Wissenschaft forderte. Und dann ging die Wissenschaft voran und bewies, dass es möglich war. Wir haben das Phänomen der Quantenverschränkung schon früher erklärt. Forscher der Technischen Universität Delft konnten Informationen in den Raum teleportieren und die Quantenverschränkungstheorie in der Praxis unter Beweis stellen.

Sie isolierten ein Elektronenpaar in zwei voneinander beabstandeten Diamanten. Laut theoretischer Verschränkung hätte eine Änderung des Spin in einem dazu geführt, dass der zweite Spin seinen Spin entsprechend geändert hat. Das ist genau das, was passiert ist - die Veränderung eines Diamanten beeinflusste den anderen über eine Entfernung von 10 Metern. Das Experiment funktionierte zu 100 Prozent. Die Forscher arbeiten jetzt daran, die Entfernung zu vergrößern, was bei richtiger Theorie noch funktionieren sollte. Wenn Experimente über größere Entfernungen erfolgreich sind, können wir Informationen sehr schnell durch Quantenpartikel ohne anfällige Pfade dazwischen teleportieren.

9 Licht in Knoten binden

Nach allem, was wir wissen, soll sich Licht in geraden Linien bewegen. Anscheinend wollte jemand das ändern. Wissenschaftler der Universitäten von Glasgow, Bristol und Southampton waren die ersten, die das Licht zu Knoten verbinden, etwas, das bisher nur als abstraktes mathematisches Konzept gedacht wurde. Diese Knoten wurden unter Verwendung von Hologrammen erstellt, die den Lichtstrom mit Hilfe der Knotentheorie, eines Zweiges der Mathematik, der von Knoten im wirklichen Leben inspiriert wurde, um die Dunkelheit lenkt.

Einer der Hauptforscher erklärt Licht als Fluss, der sowohl geradeaus als auch in Whirlpools gehen kann. Die Hologramme wurden speziell von Computern konstruiert und gesteuert. Anscheinend können Sie auch Ihren eigenen Lichtstrahl zu einem Knoten biegen, wenn Sie über ein Hologramm verfügen. Die Ergebnisse zeigen deutlich, dass die Zukunft der Optik alles andere als langweilig sein wird.

8Objekte, die sich weiterentwickeln

Es dauert noch einige Zeit, bis alle mit der 3-D-Drucktechnologie beginnen, aber der Blick der Wissenschaft ist schon auf den nächsten Schritt gerichtet: den 4-D-Druck. Für die meisten von uns mag das zu komplex klingen, aber die vierte Dimension ist Zeit. Das bedeutet, dass die nächste Generation von Druckern nicht nur das drucken kann, was Sie möchten, sondern auch die gedruckten Objekte ändern und anpassen können ihre eigenen. Forscher haben bereits einen 4-D-Drucker vorgestellt, mit dem Materialstränge hergestellt werden können, die sich im Laufe der Zeit in einfache Formen wie Würfel falten können. Das hört sich nicht nach viel an, hat aber das Potenzial, die Wissenschaft für immer zu verändern.

Demnächst werden wir Maschinen herstellen können, die unzugängliche Bereiche, z. B. tiefe Bohrungen, erreichen, um Wartungsarbeiten durchzuführen. Medizinische Operationen könnten von Maschinen, die mit diesen Materialien hergestellt wurden, unabhängig ausgeführt werden. Diese Maschinen sind im Wesentlichen Roboter, die eher gedruckt als hergestellt werden. Wasserrohre würden in der Lage sein, bei einem Überlauf selbst zu erkennen, was zu tun ist. Da der 4-D-Druck im Wesentlichen die Herstellung von Materialien ermöglicht, die sich auf beliebige Weise verändern können, sind die Möglichkeiten unbegrenzt. Man kann mit Sicherheit sagen, dass es einige Zeit dauern wird, größere Objekte zu drucken, die sich auf komplexere Weise weiterentwickeln können. Aber wenn man sich anschaut, wie schnell sich die 3-D-Technologie durchgesetzt hat, dauert es wahrscheinlich nicht allzu lange.

7 Schwarze Löcher in Labs

Schwarze Löcher sind seit langem ein beliebter Begriff in der populären Fiktion. Eine künstliche Herstellung war jedoch nie möglich. Zumindest nicht bis Forscher der Southeast University of Nanjing, China, einen Weg gefunden hatten, ein schwarzes Loch im Labor ungefähr nachzubilden. Sie schufen eine Schaltung mit einer Art Material, mit dem der Durchgang elektromagnetischer Wellen verändert werden kann. Es ähnelt dem Material, mit dem Unsichtbarkeit erreicht wird, aber anstatt das Licht zu verändern, wird dieses Setup mit Mikrowellen durchgeführt. Diese „Metamaterialien“ absorbieren elektromagnetische Strahlung und wandeln sie ähnlich einem Schwarzen Loch in Wärme um.

Dies hat eine Reihe nützlicher Anwendungen, insbesondere bei der Energieerzeugung. Die Wissenschaft muss herausfinden, wie man diesen Erfolg mit Licht reproduzieren kann, da die Wellenlänge des Lichts viel geringer ist als die einer Mikrowelle. Dennoch ist dies das erste Mal, dass ein Schwarzes Loch unter kontrollierten Bedingungen emuliert wurde. Es kann nur eine Frage der Zeit sein, bis schwarze Löcher Teil unseres Alltags sind.

6Das Licht in seinen Spuren stoppen

Einstein war der erste, der erkannte, dass nichts schneller als Lichtgeschwindigkeit gehen kann, aber er sagte nicht wirklich, dass Licht langsamer werden sollte. In einem Experiment, das an der Harvard University durchgeführt wurde, konnten Wissenschaftler das Licht auf etwa 20 Kilometer pro Stunde verlangsamen. Als ob das nicht genug wäre, machten sie sich daran, es vollständig zu stoppen. Die Wissenschaftler verwendeten dazu ein unterkühltes Material, das "Bose-Einstein-Kondensat". Das Kondensat wird bei Temperaturen von nur einigen Milliardstel Grad heißer als der absolute Nullpunkt erzeugt, so dass Atome die geringste Menge an Energie besitzen, um zu funktionieren. Denken Sie daran, dass der absolute Nullpunkt ein abstraktes Konzept ist, das eigentlich nicht erreichbar ist. Dies ist wahrscheinlich das nächste, was wir je erreicht haben.

Während Wissenschaftler das Licht zuvor auf nur 61 Stundenkilometer bremsten, ist dies das erste Mal, dass es vollständig zum Erliegen gekommen ist. Die Lichtteilchen hinterließen sogar ein Hologramm, wo sie aufgehört hatten, und sahen einmal wie stabile Materie aus, anstatt der Wanderwelle, wie sie normalerweise ist.Da es in dieser Form konstanter ist, kann das angehaltene Lichtteilchen beispielsweise sogar in einem Regal aufgestellt werden. Nun, da die Menschen bewiesen haben, dass Licht gestoppt werden kann, arbeiten einige Forscher sogar daran, ihre Richtung umzukehren.

5 Herstellung von Antimaterie im Labor

Antimaterie ist möglicherweise die Antwort auf unseren zukünftigen Energiebedarf. Trotz all ihrer Bemühungen konnten Wissenschaftler im Universum nicht so viel davon finden wie Materie, was zufällig ein großes Mysterium an sich ist. Während dieses spezielle Rätsel für eine Weile nicht gelöst werden kann, ist es Wissenschaftlern gelungen, Antimaterie erfolgreich im Labor herzustellen und zu halten. Ein hervorragendes Team von Wissenschaftlern aus verschiedenen Ländern, bekannt als ALPHA, hat zuvor eine Methode entdeckt, Antimaterie für einen Bruchteil einer Sekunde zu halten.

Obwohl die Produktion bereits seit etwa einem Jahrzehnt besteht, hat es sich immer als unmöglich erwiesen, Antimaterie einzufangen, da alles, was wir wissen, aus Materie besteht, und Antimaterie abbrennt, sobald sie damit in Kontakt kommt. Wissenschaftler des CERN haben nun einen Weg gefunden, Antimaterie über einen längeren Zeitraum in einem starken Magnetfeld zu speichern, aber eines der Probleme ist, dass dieses Feld Messungen stört und uns die Antimaterie nicht richtig untersuchen lässt. Trotzdem ist es nicht falsch anzunehmen, dass Materie / Antimaterie-Reaktoren möglicherweise unser Backup sind, wenn die Welt keinen natürlichen Brennstoff mehr hat.

4Telepathie

Wir haben Ihnen zuvor gezeigt, wie die Wissenschaft einen Weg gefunden hat, um das Gehirn eines Menschen mit dem einer Ratte zu verbinden und ihm aus der Ferne zu befehlen, seinen Schwanz zu bewegen. Während dies keine gewöhnliche Leistung war, scheint es, als ob sich die Wissenschaft inzwischen selbst aufgebaut hat. In einem Experiment, das ein Wissenschaftler der Duke University mit Hilfe von Wissenschaftlern des Internationalen Instituts für Neurowissenschaften von Natal, Brasilien, durchgeführt hatte, wurden zwei Tausende von Kilometern voneinander entfernte Ratten telepathisch miteinander kommunizieren gelassen, um den Weg für eine ähnliche Technologie für den Menschen zu ebnen Die nahe Zukunft.

Die Ratten waren über Gehirnimplantate miteinander verbunden, und einer von ihnen musste einen von zwei Hebeln auswählen, abhängig davon, welche farbige Glühbirne beleuchtet war. Die andere Ratte konnte die Birne nicht sehen, drückte jedoch auf den rechten Hebel und wirkte auf elektrische Impulse aus dem Gehirn der anderen Ratte. Die Nachfolgerratte wusste nicht wirklich, dass sie auf die Gehirnimpulse einer anderen Ratte wirkte, nur dass sie dafür belohnt wurde.

Die Wissenschaftler glauben, dass dieses Experiment nicht nur mit Menschen repliziert werden kann, sondern dass wir die Signale auch effizienter interpretieren können als mit Ratten. Sie sind zuversichtlich, dass ein Telepathiemechanismus im menschlichen Maßstab nicht zu schwer zu erreichen ist und dass die Befehle der Sinne wie Sehen und Berühren auch auf andere Menschen oder Maschinen übertragen werden können.

3Überfahren der Lichtgeschwindigkeit

Es scheint eine allgemein bekannte Tatsache zu sein, dass die Lichtgeschwindigkeit in unserem Universum nicht durchbrochen werden kann, aber dies wurde von Forschern des NEC Research Institute in Princeton, USA, eindeutig als falsch erwiesen. Sie ließen einen Laserstrahl durch eine Kammer aus speziell aufbereitetem Gas laufen und takten ihre Zeit. Es stellte sich heraus, dass der Strahl 300-mal schneller als die Lichtgeschwindigkeit war. Unglaublicherweise trat der Strahl aus der Kammer aus, bevor er in sie eingetreten war, was das von Einstein theoretisierte Gesetz von Ursache und Wirkung zu verletzen scheint. Es ist, als würde man das Fernsehgerät einschalten, bevor Sie den Schalter auf der Fernbedienung drücken. Aber andererseits, wie die Forscher erklären, wird das Gesetz nicht technisch gebrochen, da der Strahl der Zukunft keine Auswirkung auf die Verhältnisse in der Vergangenheit hat, was beweist, dass Einstein sich nicht geirrt hat. Ob nun falsch oder nicht, das Experiment konnte dennoch nachweisen, dass die Lichtgeschwindigkeitsbarriere tatsächlich durchbrochen werden kann und dieser Effekt der Ursache vorausgehen kann.

2 Dinge vor der Zeit selbst verstecken

Wir haben zuvor darüber gesprochen, wie weit die Wissenschaft auf der Suche nach wahrer Unsichtbarkeit gekommen ist, aber als wäre das nicht genug, haben Wissenschaftler bereits den nächsten Schritt unternommen und herausgefunden, wie sie die Dinge vor der Zeit selbst verbergen können. Forscher der Cornell University haben ein Gerät hergestellt, das einen Lichtstrahl in zwei Komponenten aufteilt, durch ein Medium transportiert und am anderen Ende mithilfe einer Zeitlinse wieder zusammenfügt, ohne dass aufgezeichnet wird, was in dieser Zeit passiert ist. Die Linse verlangsamt den schnelleren Teil des Strahls und beschleunigt den langsameren, wodurch ein zeitweiliges Vakuum entsteht, das die Ereignisse während der Übertragung verbirgt.

Wo wir also eine kombinierte Welle voller Interferenzen hätten, lässt dieses Gerät alles aus, was unterwegs passiert, und verbirgt es vor der Zeit selbst. Ab jetzt kann das Ereignis nur für einen sehr kurzen Zeitraum ausgeblendet werden, aber es ist nur eine Frage der Zeit, bis jemand herausfindet, wie er es für einen längeren Zeitraum durchführt. Das zeitliche Cloaking hat nützliche Anwendungen in vielen Bereichen, vor allem bei der sicheren Datenübertragung.

1Objekte tun zwei Dinge gleichzeitig

Wir haben unzählige Theorien darüber, wie Teilchen auf der Quantenebene das Unmögliche möglich machen, aber erst, als Wissenschaftler der UC Santa Barbara eine Quantenmaschine erstellten, konnten wir dies in der realen Welt beobachten. Die Wissenschaftler kühlten ein wirklich winziges Stück Metall auf die niedrigste Temperatur ab, die es haben kann, auch als "Grundzustand" bezeichnet. Als sie es auf den Quantenkreis legten und es wie eine Schnur zupften, bemerkten sie, dass es sich bewegte und nicht tat nicht gleichzeitig bewegen, was bis zu diesem Zeitpunkt nur theoretisch möglich war.

Wenn es sich nicht erstaunlich anhört, stellen Sie sich einfach ein Experiment vor, bei dem ein Mann sich zu Hause entspannt und gleichzeitig in ganz Europa wandert, wenn auch in einem viel kleineren Maßstab. Die Entdeckung hat enorme Konsequenzen für die Wissenschaft, denn die Quantenmechanik kann die Mittel haben, um unsere wildesten Träume zu erfüllen. Wissenschaft Das Magazin nannte es den wichtigsten wissenschaftlichen Fortschritt des Jahres 2010. Einige Leute zitierten das Experiment sogar als Beweis für Multiversen, aber die Gemeinde ist gespalten, ob dieser Sprung gemacht werden könnte, da wir noch weit davon entfernt sind, die Ergebnisse zu replizieren eine größere Skala. Die Entdeckung beweist jedoch, dass die Quantenwissenschaft funktioniert und dass es vielleicht nur vielleicht gleichzeitig ist, an zwei Orten gleichzeitig zu sein und zum Spaß zwischen Universen zu hüpfen, eine Realität, die nicht allzu weit in der Zukunft liegt.