overlyshastighet

Er overlyshastighet det samme som overlyshastighet?

av Tor Opdahl

Fysikerne svarer ikke på dette med et rungende ja. Flere forhold ligger til grunn for det. Den ene grunnen er matematikken, som må stemme for et helhetlig verdensbilde. Dels skyldes motstanden mot å innlemme overlyshastighet i de fysikalske teorier, at dagens matematikk spiller en fantastisk stor rolle, og dels skyldes motstanden en fryktsomhet mot å velte rådende teorier. Ofte er de som er lengst framme i forskningen mer åpne enn de som forsøker å henge med, for kunnskaper og for å lære videre fra seg.

Vi har også noe som heter umiddelbar virkning på avstand, som kommer av kvanteteoriens forestilling om at tid og rom ikke eksisterer på kvanteplanet. De fleste fysikere ser seg fornøyd med å bevare en dualisme mellom lyshastigheten som en uoverstigelig grense og umiddelbar virkning på avstand, og at det ikke finnes mellomliggende hastigheter, for eksempel tilnærmet uendelig hastighet.

Matematikkens herredømme tilsier at flere er åpne for nedkortede avstander i universet, noe som tilsynelatende kan bevare den eksisterende matematikk.

Fysikere har begynt å forholde seg åpne til et fenomen som teleportasjon; umiddelbar forflytning av at objekt fra A til B. Men heller ikke dette ser ut til å velte dualismen mellom umiddelbar virkning på avstand og lyshastigheten som en uoverstigelig matematisk faktor.

Kvante-teleportasjon er bevist

Kvante-teleportasjon ble bevist eksperimentelt av Anton Zeilinger og hans medarbeidere ved universitetet i Innsbruck i 1997. Det var Charles Bennett i IBM som i 1993 foreslo de eksperimentelle prinsippene for kvante-teleportasjon

Men til tross for dette; 1997 vil ikke bli husket for året for beviset av et fenomen som lenge har blitt fremhevet av science fiction - skribenter, filosofer, UFOloger og vise. Synet på og omkring fenomenet teleportasjon vil ennå variere en del. Dessuten, kvante-teleportasjon er ikke ekte teleportasjon, men er egentlig snakk og "umiddelbar kopiering av egenskaper på avstand".

Teorien for teleportasjon i parafysikken er forskjellig fra kvante-teleportasjon. Men parafysikken er ikke tema her, så derfor kommer først en kort beskrivelse av teorien for kvante-teleportasjon.

Kvante-teleportasjon - umiddelbar kopiering av egenskaper på avstand

Kvante-teleportasjon tillater fysikerne å ta et foton og transformere dets egenskaper umiddelbart (slik som dets polarisasjon) til et annet foton, selv om fotonene er på hver sin side av galaksen. Dette skjer ifølge kvanteteorien, som kvante-teleportasjon er basert på.

Bemerk at arrangementet transporterer partikkelens egenskaper til den langt unna posisjonen og ikke partikkelen selv. Og som kaptein Kirk i TV-serien, hvor hans kropp blir ødelagt i teleporteren og rekonstruert på bestemmelsesstedet, så opprettholder teorien om kvante-teleportasjon at tilstanden til det originale fotonet må bli ødelagt for å skape en eksakt rekonstruksjon i den andre enden.

I Innsbruck eksperimentet skapte forskerne et par av foton som er kvante-mekanistisk "forbundet". Polarisasjonen til de to foton A og B er i en uklar, ubestemt tilstand, selv om de har en klar forbindelse, uavhengig av sanset avstand mellom dem. Dersom det ene fotonet senere er målt til å ha, la oss si, en horisontal polarisasjon, så må det andre umiddelbart kollapse til en vertikal polarisasjon.

Umiddelbar virkning på avstand

Denne umiddelbare avhengighet ble eksperimentelt bevist i 1974 av Berkeley-fysikerne Stuart Freedman og John Clauser, og i frankrike i 1982 av Alain Aspect og hans medarbeidere. Men foreløpig har laboratoriumveggene satt rammene for de eksperimentelle bevis for umiddelbar virkning på avstand. Dersom det ikke er umiddelbar virkning på avstand, da er det overlyshastighet, så fort at det ikke er målbart for måleinstrumentene. Dersom det er umiddelbart, så skulle ikke lovene for å overskride tid og rom gjøre noen forskjell på små og store avstander.

Filosofien omkring fenomenet; umiddelbar virkning på avstand, er kjent under ordet EPR, en kvalitet ved naturen som Einstein, Podolsky og Rosen ikke trodde på.

Kvante-teleportasjon

I samsvar med kvanteteoriens EPR, så blir foton A og foton B i kvante-teleportasjon delt til å gå i motsatt retning. Foton A - det ene av de gjensidig avhengige fotonene - ankommer et optisk instrument. Dette skjer på akkurat samme tidspunkt som et budbringer-foton M ankommer det samme arrangementet. Foton A og M entrer så et arrangement hvor de ikke kan bli adskilt fra hverandre, som dermed ødelegger vår viten om M's polarisasjon. Men siden budbringer-partikkel M må ha en komplementær polarisasjon til partikkel A, så må den andre gjensidig avhengige partikkelen; partikkel B, som nå er langt unna, umiddelbart anta den samme polarisasjon som partikkel M. Dette har vitenskapsfolkene klart å bekrefte. M's polarisasjon har blitt "teleportert" til foton B.

Vitenskapsfolkene vil gradvis forsøke kvante-teleportasjon på hele atomer, men de har ingen tro på at dette er mulig for større fysiske objekter.

Ekte teleportasjon

Egentlig er begrepene "tunneleffekt" og "kvantesprang" fenomener innenfor kvantemekanikken som mer rettmessig kan karakteriseres som "ekte teleportasjon". I alle fall dersom man bruker betraktninger og definisjoner fra litteratur om teleportasjon utenom den anerkjente vitenskap. Etter Niels Bohr’s teori er kvantesprangene som kjent elektroner som hopper fra bane til bane i atomet, uten å være imellom disse banene. Dersom man tar utgangspunkt i at kvantesprang en gang skal bli mulig for større fysiske objekter, så vil ekte teleportasjon senere trolig komme til å bli betraktet som en mellomting av kvantesprang og tunneleffekt, men med mer vektlegging på kvantesprang som det som er egentlig teleportasjon. Den betraktning om tilintetgjørelse som finnes hos kvante-teleportasjon vil derfor ikke forefinnes hos ekte teleportasjon.

Ekte teleportasjon - makroskopiske kvantesprang

Små tidstap kan komme til å oppstå dersom vitenskapsfolkene klarer å kopiere kvanteplanet for større fysiske objekter; Å reorganisere det teleporterende objekt til nye omgivelser vil gi visse mellomstadier av energier (i energinivåer forskjellig fra utgangstilstanden og sluttilstanden), og disse kan i en viss forstand betraktes som en hastighetsreise mellom utgangstilstanden og sluttilstanden. På denne måten blir (med krav om et logisk skritt videre enn kvantemekanikkens virtuelle energinivåer) mellomstadiene en verden / verdener som er forskjellig fra utgangstilstanden og sluttilstanden. De blir verdener som man tilsynelatende reiser i.

Vitenskapsfolk har ikke ennå bevist kvantesprang eksperimentelt, og kan derfor heller ikke kontrollere dem eksperimentelt. Det eneste som eksisterer er sterke indikasjoner. Dessuten, umiddelbar virkning på avstand (EPR) er ikke et kvantesprang, og kan ikke benyttes som bevis for kvantesprang. Men når det kommer til tunneleffekten har vitenskapsfolkene gjort store framskritt. Overlyshastighet er bevist, men det eksisterer fortsatt diskusjoner om dette har konsekvenser for vår tradisjonelle fysikk

Tunneleffekten representerer overlyshastighet

Tunneleffekten representerer overlyshastighet, men det gjør hverken EPR eller kvante-teleportasjon. EPR og kvante-teleportasjon representerer umiddelbar virkning på avstand. Men siden begge forsøkene starter med produksjonen og utsendelsen av gjensidig avhengige fotoner, så vil forsøkene ikke overstige lyshastigheten ved forsøk på intelligent kommunikasjon med et sted langt borte. En videreføring av EPR representer mulighet for umiddelbar intelligent kommunikasjon, eller telepati, over tilsynelatende abnorme avstander bare dersom alt har en gjensidig umiddelbar forbindelse med alt. Intet innenfor kvantemekanikken motsier en slik umiddelbar forbindelse.

I 1955 analyserte den amerikanske fysikeren Eugene Wigner og hans student L. Eisenbud fenomenet kvante-tunneling, og konkluderte at under visse omstendigheter vil partikler kunne passere en barriere fortere enn lysets hastighet.

I 1997 kunne et tysk forskerteam, med Günter Nimtz i spissen, fortelle at ikke bare hadde de sent mikrobølger fortere enn lysets hastighet, men at de også hadde sendt et intelligent signal fortere enn lysets hastighet. Signalet det var snakk om var Mozarts 40^ende symfoni. Signalet ble sendt 4.7 ganger fortere enn lyset.
Nye teorier formes for å bevare de gamle

Konklusjonen til Wigner og Eisenbud i 1955 har senere blitt gjenstand for en kontinuerlig debatt, på grunn av vanskelighetene den danner for vår tradisjonelle fysikk. Hvordan overlyshastigheter kan bli oppnådd uten å bryte med fysikkens lover? - er de fleste fysikeres problemstilling. De nye formuleringene i fysikken, hvor overlyshastighet inngår, dannes dermed ut i fra den tanke om å bevare de rådende teorier.

Teorier som er eldre enn den nylig oppdagede overlyshastighet, - hevder at det kan eksistere partikler med overlyshastighet (tachyoner) som aldri kan passere lyshastigheten nedad, på samme vis som lyshastigheten aldri kan passeres oppad. På denne måten brytes ikke Einsteins relativitetsteori. Men denne teorien om tachyoner kan hevdes å være foreldet, nå som tunneleffekt og passering av lysets hastighet faktisk viser seg å være realiteter.

En måte å bevare den rådende teori

En måte å se på tunneleffekten, uten at den bryter med fysikkens lover, er at den tunnellerende partikkelen "låner" energi for å overkomme barrieren. Dette ville bety at andre partikler måtte erverve seg negativ kinetisk energi. Forestillingen om negativ kinetisk energi eksisterer ikke innenfor klassisk fysikks virkelighetsoppfatning. Klassisk virkelighetsoppfatning sier at ting som ligger i ro ikke har kinetisk energi mens ting som beveger seg har positiv kinetisk energi. Niels Bohr var den første som hevdet at de klassiske makroskopiske lovene ikke gjelder på det atomære plan. Ved å innføre negativ kinetisk energi i forbindelse med tunneleffekten, så har teoretikere de senere år videreført Bohrs forestilling, og enkelte fysikere mener at Einsteins relativitetslover dermed ikke blir brutt.

Midlertidig forsvar eller sann vitenskap?

Raymond Chiao, leder av et amerikansk team som tunnelerte fotoner 1.7 ganger lysets hastighet i 1993, er selv av den oppfatning at hans oppdagelse ikke krenker Einsteins relativitetsteori. Mens individuelle partikler kan bevege seg fortere enn lysets hastighet, så opprettholder han at det ikke er mulig å sende en beskjed med overlyshastighet. Mange fysikere er uenig med Chiao’s konklusjon.

Å sende et intelligent signal fortere enn lyset er nettopp det Günter Nimtz i dag påstår å ha gjort.

Skritt i retning av å overskride kvantemekanikk og relativitetsteori?

Dersom G. Nimtz påstand om å ha sendt Mozarts 40^th symfoni 4.7 ganger fortere enn lyset viser seg å være riktig, så kan det bli enda vanskeligere å forsvare dagens rådende teorier. Derfor er det få fysikere i dag som aksepterer Nimtz’ forsøk og hans påstand om at intelligente signal kan reise fortere enn lyset. Dersom Nimtz’ påstand viser seg å være riktig, kan det godt tenkes at han ville oppnådd en større anerkjennelse i forskermiljøet dersom han klarte å skape en formulering for fenomenet som ikke bryter med relativitetsteorien og kvantemekanikken. Men i tilfelle; formuleringen behøver ikke være riktig på lengre sikt.