在1960年代的科幻電視劇《星空奇遇記》,太空人可靠「遙距傳送」,瞬間幻化身體,被傳送往返太空船和星球間。這種天馬行空的技術一直被視為幻想,但最近在日本有科學家使用特製傳送器,成功瞬間轉移光束,堪稱量子力學的大突破。是次發現在4月號的《科[/rm]學》期刊上發表。
5 i* g0 Q' @) f8 _+ h+ ~www2.tvboxnow.com在一項實驗中,東京大學科學家李則幸(譯音)帶領的團隊成功地摧毀和重塑光束。他重塑的方法是使用一部精密傳送器,把光束連結粒子A,再摧毀光束和粒子A,剩下粒子B。由於量子力學認為,兩個粒子緊密聯繫在一起,只要粒子A出現變動,「同伴」粒子B就會同時作出相應改變。這就是所謂「量子糾纏」。由於B與A曾「糾纏」在一起,並包含光束的資訊,故科學家就可利用B,在傳送器的另一個位置重塑光束。tvb now,tvbnow,bttvb0 F ^; O; Z" C) |! h
英國一名科學家2004年曾估計,人類渴望突破時空的夢想,可望在2103年前實現。伯明翰智囊團發明中心顧問福斯特博士說,科學家多次把電子從實驗室一端傳送到另一端,將來若能把構成人體的所有資料記錄下來,人類就可遙距傳送,即在原來地方幻化,抵達目的地還原身體。
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迄今,科學家成功在實驗室內傳送組成光束的光子和激光:1998年,美國加州理工學院教授甘保,把光束由一間房遙距傳送至另一間房。2003年,澳洲科學家把帶有信息的激光,瞬間遙距傳送至一米外,而且被傳送信息的加密編碼百分百安全。
- `) m' @" T* s0 s" B要遙距傳送人類,科學家必須準確分析組成人體的1,028種原子,並確保在傳送過程中分子結構絲毫不差,不然被傳送的人還原身體後,會出現神經和生理缺陷。福斯特就說:「要處理人類身體龐大的數據,我們需要一部遠比現在更先進的電腦。」另一個技術問題是,傳送速度要比光束快。
1 C2 m; ]: g, ]2 [- Zwww2.tvboxnow.com遙距傳送更叫人匪夷所思的是:把光束從一間房遙距傳送至另一間房,是科學家把光束毀滅,利用光束資料,在另一間房複製同一光束,說得確切點,那不是傳送。同樣,一個人由一間房消失在另一房間還原,其實是以基因數碼複製技術,那就像用傳真機「傳真」般,但原先被複製的個體會「死去」。
8 W% I0 s3 \! X V科學家指出,要瞬間傳送更複雜的物件,仍是遙不可及的目標。但肯定的是,東京大學的這次研究有助研製資料傳輸,協助未來發展出運算速度更快的量子電腦和網絡。
~4 f: E c L( r# l5 c0 @www2.tvboxnow.com「牽引波束」捕捉物件www2.tvboxnow.com4 W2 y# N$ V4 B( }# y: N- ~
另外,科幻電影《星空奇遇記》的飛船,在太空中利用激光捕捉其他敵人和飛船的情節,膾炙人口,而美國太空總署最近也批出一筆10萬美元的研究經費,專門研發利用「牽引波束」汲取太空中的物質作研究樣本。
7 b6 R: |; H) i2 G) d# x1 E$ g這個牽引波束儀就像吸塵機,利用激光將外星球上的顆粒吸吮到太空軌道的航天接收器,省掉機械人親身提取樣本的步驟。 ]+ P5 D. n9 }3 I( `2 O* `
戈達德太空飛行中心將主力研究三種方法,希望利用激光提取外太空的粒子、分子、病毒、核糖核酸和活細胞。不過,現時所研發的牽引波束技術,只能夠移動大概一個細胞大小的粒子。% v+ c- w$ Q8 i1 H& `0 I2 E: Y
怎樣令靜止的物件無緣無故地走向一個方向?研究的第一種可行方法是利用「光學漩渦」( optical vortex),首先投射兩條互相環繞的光束,透過調節其一光束的能量,從而影響粒子四周環境的溫度,而特設的幾何結構會令粒子自動走到光束環的中央。tvb now,tvbnow,bttvb1 K8 J# v' ]9 m0 {$ \/ b/ e
另一種方法是採用「學螺線管光束」(optical solenoid beams),環繞着粒子做螺旋運動,便能產生一種力,令粒子向光束相反的方向移動。研究人員表示這項技術能夠在真空下見效。公仔箱論壇/ ~- ~) y4 F% E! ]$ |1 W
最後一種是從未在實驗室採用過的「貝塞耳光束」(Bessel beam),這種激光在中心點周圍形成光環,當粒子移動時,其軌迹產生磁場,將粒子往光束相反方向推。 |