De wetenschap laat ons constant interessante dingen zien. Naarmate we een betere toekomst tegemoet gaan, begint de wetenschappelijke vooruitgang aan magie te grenzen. De wetenschap probeert voortdurend het onmogelijke mogelijk te maken en boekt natuurlijk voortdurend vooruitgang.
Teleportatie
De mensheid was lange tijd op zoek naar een manier om te teleporteren, maar het bleek altijd dat we te veel eisen van de wetenschap. En toen snelde de wetenschap naar voren en toonde aan dat teleportatie mogelijk is. We hebben eerder het fenomeen kwantumverstrengeling besproken. Onderzoekers van de TU Delft waren in staat om informatie door de kamer te teleporteren en de kwantumverstrengelingstheorie in de praktijk te bewijzen.
Wetenschappers hebben een paar elektronen geïsoleerd in twee diamanten op een afstand van elkaar. Volgens de theorie van kwantumverstrengeling zou de verandering in spin zich in de ene diamant symmetrisch moeten herhalen in de andere diamant. Dit is precies wat er gebeurde - een verandering in het gedrag van het ene elektron beïnvloedde een ander op een afstand van 10 meter. Het experiment slaagt 100% van de tijd.
Wetenschappers werken momenteel aan het vergroten van de afstand, en als de theorie klopt, komt alles goed. Als het experiment om informatie over grote afstanden te verzenden succesvol is, zullen we zeer binnenkort in staat zijn om betrouwbaar informatie te teleporteren met behulp van kwantumdeeltjes zonder enig tijd- en gegevensverlies.
Promotie video:
Bind licht in knopen
Voor zover we weten, zou licht in een rechte lijn moeten reizen. Er waren echter vakmensen in onze wereld die het wilden repareren. Wetenschappers van de universiteiten van Glasgow, Bristol en Southampton waren de eersten die licht in knopen legden, waardoor een abstract wiskundig concept werkelijkheid werd. Knooppunten werden gemaakt met behulp van hologrammen die een stroom van licht rond donkere gebieden richtten met behulp van knooptheorie, een tak van de wiskunde die zich bezighoudt met knopen in het echte leven.
Een vooraanstaand wetenschapper legt uit dat licht is als een rivier die recht kan stromen en in trechters kan wervelen. Je kunt ook je eigen lichtstraal in een knoop binden met een hologram. Dit experiment toonde duidelijk aan dat de toekomst van optica misschien helemaal niet saai is.
Objecten die zich zelfstandig ontwikkelen
Het zal wat meer tijd kosten voordat iemand 3D-printtechnologieën kan gebruiken, maar de wetenschap is al verder gegaan, richting 4D-printen. Hoewel dit voor de meesten van ons misschien te ingewikkeld lijkt, is de vierde dimensie tijd, wat betekent dat de volgende generatie printers niet alleen alles kan printen, maar dat de geprinte objecten zelf ook kunnen veranderen en aanpassen.
Wetenschappers hebben al een 4D-printer onthuld die in staat is materialen af te drukken die na verloop van tijd vanzelf in eenvoudige vormen zoals kubussen kunnen worden gevouwen. Het klinkt nog niet zo gaaf, maar de tijd zal verstrijken en deze technologie zal de wetenschap voor altijd veranderen.
Binnenkort kunnen we machines maken die voor onderhoud moeilijk bereikbare plaatsen - bijvoorbeeld diepe putten - kunnen bereiken. Medische operaties zullen onafhankelijk worden uitgevoerd door machines die van dergelijke materialen zijn gemaakt. Meestal worden ze op printers gedrukt en niet in fabrieken. De waterleidingen bepalen wat er moet gebeuren tijdens de overloop.
Omdat je met 4D-printen in wezen materialen kunt maken die van alles kunnen veranderen, zijn de mogelijkheden eindeloos. Het is veilig om te zeggen dat het enige tijd zal duren voordat 4D-printen grote objecten overneemt, maar kijkend naar het tempo van 3D-printen, zal het vrij snel zijn.
Zwarte gaten in het laboratorium
Zwarte gaten waren lange tijd een van de belangrijkste producten van populaire fictie en niemand kon ze kunstmatig maken. Totdat wetenschappers van de Southeastern University of Nanjing in China besloten om een zwart gat in het laboratorium te simuleren. Ze creëerden een circuit met een specifiek materiaal dat wordt gebruikt om de manier waarop elektromagnetische golven reizen te veranderen.
Een soortgelijk materiaal wordt gebruikt om onzichtbaarheid te bereiken, maar in plaats van zichtbaar licht te reflecteren, werkt hun opstelling met microgolven. Dergelijke metamaterialen absorberen elektromagnetische straling en zetten deze om in warmte, vergelijkbaar met een zwart gat.
Dit experiment heeft een aantal nuttige toepassingen, met name bij de productie van energie. In het bijzonder probeert de wetenschap erachter te komen hoe het succes van een zwart gat kan worden gerepliceerd, maar met behulp van licht, aangezien de golflengte van licht veel korter is dan die van microgolven.
Dit is echter de eerste keer dat een zwart gat onder gecontroleerde omstandigheden wordt gesimuleerd. Onlangs hebben andere wetenschappers Hawking-straling aangetoond met behulp van het voorbeeld van een sonisch zwart gat in het laboratorium.
Stop het licht
Einstein was de eerste die besefte dat niets sneller kan bewegen dan licht, maar hij zei niets over het vertragen van licht. In een experiment aan de Harvard University konden wetenschappers het licht vertragen tot 20 km / u.
Een soortgelijk materiaal wordt gebruikt om onzichtbaarheid te bereiken, maar in plaats van zichtbaar licht te reflecteren, werkt hun opstelling met microgolven. Dergelijke metamaterialen absorberen elektromagnetische straling en zetten deze om in warmte, vergelijkbaar met een zwart gat.
Dit experiment heeft een aantal nuttige toepassingen, met name bij de productie van energie. In het bijzonder probeert de wetenschap erachter te komen hoe het succes van een zwart gat kan worden gerepliceerd, maar met behulp van licht, aangezien de golflengte van licht veel korter is dan die van microgolven.
Dit is echter de eerste keer dat een zwart gat onder gecontroleerde omstandigheden wordt gesimuleerd. Onlangs hebben andere wetenschappers Hawking-straling aangetoond met behulp van het voorbeeld van een sonisch zwart gat in het laboratorium.
Stop het licht
Einstein was de eerste die besefte dat niets sneller kan bewegen dan licht, maar hij zei niets over het vertragen van licht. In een experiment aan de Harvard University konden wetenschappers het licht vertragen tot 20 km / u.
Bovendien gingen ze verder en besloten ze het licht helemaal uit te zetten. Het experiment was gebaseerd op een onderkoeld materiaal dat bekend staat als Bose-Einstein-condensaat. Dit condensaat vormt zich bij temperaturen die slechts een paar miljardste van een graad boven het absolute nulpunt liggen, dus atomen hebben heel weinig energie om te bewegen. Houd er rekening mee dat het absolute nulpunt een abstract concept is dat in principe niet kan worden bereikt.
Hoewel wetenschappers het licht voorheen alleen hadden vertraagd tot 61 km / u, was dit de eerste keer dat het licht volledig tot stilstand kwam. Het lichtdeeltje verliet zelfs een hologram toen het stopte en veranderde in stabiele materie in plaats van een lopende golf, wat het in wezen is.
En aangezien het licht in deze vorm relatief stabiel is, kan het letterlijk op de plank worden gezet. Wat meer is, als mensen hebben bewezen dat licht kan worden gestopt, werken onderzoekers er zelfs aan om het in de tegenovergestelde richting te laten bewegen.
Antimaterieproductie in het laboratorium
Antimaterie is misschien wel het antwoord op al onze toekomstige energiebehoeften. Desalniettemin zijn wetenschappers er ondanks alle inspanningen niet in geslaagd een overvloed aan antimaterie in het universum te vinden die kan worden vergeleken met de hoeveelheid materie, en dit blijft een van de grootste mysteries van de moderne wetenschap.
Hoewel dit mysterie in de nabije toekomst niet zal worden opgelost, hebben wetenschappers echter geleerd hoe ze antimaterie in het laboratorium kunnen maken en bevatten. Een groep wetenschappers uit verschillende landen, bekend als ALPHA, ontdekte een manier om antimaterie een fractie van een seconde te bewaren.
Hoewel de productie van antimaterie al ongeveer tien jaar beschikbaar is, leek het altijd onmogelijk om antimaterie vast te houden, omdat het vernietigt wanneer het botst met alles wat we kennen als materie.
Wetenschappers van CERN hebben een nieuwe manier ontdekt om antimaterie gedurende een lange periode in een krachtig magnetisch veld op te slaan, maar het probleem is dat dit veld de metingen beïnvloedt en ons niet in staat stelt antimaterie te bestuderen zoals verwacht. Misschien zal in de toekomst antimaterie onze belangrijkste energiebron zijn als alle natuurlijke extractiemogelijkheden opraken.
Telepathie
We hebben vaak geschreven over hoe de wetenschap manieren vindt om verbinding te maken met het menselijk brein, maar tot nu toe hebben we het voorbeeld van ratten gebruikt - en zijn staart op afstand te bewegen. Hoewel dit een belangrijke prestatie is, stoppen wetenschappers daar niet. In een experiment dat werd uitgevoerd door een wetenschapper aan de Duke University, waren twee ratten in staat om duizenden kilometers verderop telepathisch met elkaar te communiceren, wat in theorie de weg zou kunnen effenen voor vergelijkbare technologie voor mensen.
De ratten werden verbonden met behulp van hersenimplantaten. Een van hen moest een van de twee hendels kiezen, afhankelijk van de kleur van de lamp. Een andere rat kon de lamp niet zien, maar drukte op de gewenste hendel en ontving elektrische impulsen van de hersenen van de andere rat. De rat wist niet wat de hersenen van een andere rat beïnvloedde, hij ontving gewoon zijn beloning.
Overschrijding van de lichtsnelheid
Dit schijnbaar bekende feit - dat de lichtsnelheid in ons heelal maximaal is - probeerde wetenschappers van het NEC Research Institute in Princeton te weerleggen. Ze stuurden een laserstraal door een kamer gevuld met een speciaal gas en bepaalden deze. Het bleek dat de straal 300 keer de lichtsnelheid overschreed.
Hij verliet de cel voordat hij erin ging, wat blijkbaar in strijd is met de wet van oorzaak en gevolg. Maar de wetenschappers legden uit dat deze wet technisch niet werd overtreden, omdat de straal van de toekomst op geen enkele manier de gebeurtenissen in het verleden beïnvloedde. Over de gevolgen van het experiment wordt nog steeds veel gedebatteerd en er is geen solide bewijs van de authenticiteit van de bevindingen - alleen een precedent.
Dingen verbergen voor de tijd zelf
Iets onzichtbaar maken en voor de mens verbergen is één ding, maar iets voor de tijd zelf verbergen is iets heel anders. Onderzoekers van Cornell University hebben een apparaat gemaakt dat een lichtstraal in twee componenten splitst, deze door het medium transporteert en aan het andere uiteinde met een tijdelijke lens verbindt zonder vast te leggen wat er tijdens deze periode is gebeurd. De lens vertraagt het snellere deel van de straal en versnelt het langzamere, waardoor een tijdelijk vacuüm ontstaat dat gebeurtenissen tijdens de transmissie verbergt.
Simpel gezegd, dit apparaat laat alles door wat er in het pad van de lichtstraal is gebeurd en verbergt het voor de tijd zelf. Momenteel kan zo'n truc maar voor een zeer korte periode worden aangezwengeld, maar niets belet om het in de toekomst te vergroten. Tijdmaskering kan op verschillende gebieden nuttig zijn, in het bijzonder bij beveiligde gegevensoverdracht.
Een object doet twee dingen tegelijkertijd
We hadden veel theorieën over hoe deeltjes op kwantumniveau erin slagen het onmogelijke te doen, totdat wetenschappers van de Universiteit van Californië in Santa Barbara een kwantummachine bouwden die kon laten zien wat er echt aan de hand was.
Wetenschappers hebben een klein stukje metaal afgekoeld tot de laagst mogelijke temperatuur. Toen namen ze dit stuk op in een kwantumcircuit en lieten het trillen als een snaar, omdat ze iets vreemds ontdekten: het bewoog en bewoog niet tegelijkertijd, zoals de theorie suggereerde.
Stel je voor dat iemand thuis rust en 's nachts aan het backpacken is. In het experiment was dit in principe het geval, maar op veel kleinere schaal. De ontdekking van wetenschappers heeft enorme implicaties voor de wetenschap, aangezien de kwantummechanica onze stoutste dromen kan realiseren.
Het tijdschrift Science noemde deze ontdekking de belangrijkste wetenschappelijke prestatie van 2010. Sommige mensen beschouwden het zelfs als bewijs van het bestaan van meerdere universums. Misschien wordt het in de toekomst heel gewoon om op twee plaatsen tegelijk te zijn. Dan heb je natuurlijk overal tijd voor.
