10 Cose apparentemente impossibili rese possibili dalla scienza

Sappiamo che la scienza fa cose incredibili tutto il tempo, ma mentre ci spostiamo nel futuro, i risultati scientifici stanno iniziando a delimitare la magia. La scienza cerca costantemente di fare l'impossibile e ci sta sicuramente riuscendo.

10Teleportation

L'umanità ha cercato per molto tempo un metodo di vero teletrasporto, ma è sempre stato come chiedere troppo alla scienza. E poi la scienza è andata avanti e ha dimostrato che era possibile. Abbiamo già spiegato il fenomeno dell'entanglement quantistico. I ricercatori della Delft University of Technology sono stati in grado di teletrasportare informazioni attraverso la stanza e dimostrare la teoria dell'entanglement quantistico nella pratica.

Hanno isolato un paio di elettroni in due diamanti a una distanza l'uno dall'altro. Secondo l'entanglement teorico, le modifiche allo spin in uno avrebbero dovuto comportare il secondo cambio di conseguenza. Questo è esattamente quello che è successo - il cambiamento di un diamante ha colpito l'altro su una distanza di 10 metri (32 piedi). L'esperimento ha funzionato il 100% delle volte. I ricercatori stanno ora lavorando per aumentare la distanza, che dovrebbe ancora funzionare se la teoria è corretta. Se gli esperimenti su grandi distanze avranno successo, saremo presto in grado di teletrasportare in sicurezza le informazioni attraverso particelle quantiche senza percorsi vulnerabili nel mezzo.

9Tying Light In Knots

Secondo tutto ciò che sappiamo, la luce dovrebbe muoversi in linea retta. Apparentemente, qualcuno voleva cambiarlo. Gli scienziati delle università di Glasgow, Bristol e Southampton furono i primi a legare la luce in nodi, qualcosa che prima era solo un concetto matematico astratto. Questi nodi sono stati creati usando ologrammi, che dirigevano il flusso della luce attorno alle aree di oscurità usando la teoria dei nodi, un ramo della matematica ispirato ai nodi nella vita reale.

Uno dei ricercatori principali spiega la luce come un fiume che può andare dritto come nei vortici. Gli ologrammi sono stati appositamente costruiti e controllati dai computer. Apparentemente, puoi anche piegare il tuo fascio di luce in un nodo se hai il loro ologramma. I risultati fanno molto per dimostrare che il futuro dell'ottica sarà tutt'altro che noioso.

8Oggetti che si evolvono

C'è ancora un po 'di tempo prima che tutti inizino a utilizzare la tecnologia di stampa 3-D, ma gli occhi della scienza sono già fissati al passaggio successivo: la stampa 4-D. Anche se può sembrare troppo complesso per la maggior parte di noi, la quarta dimensione è il tempo, il che significa che la prossima generazione di stampanti non sarà in grado di stampare tutto ciò che si desidera, ma gli oggetti stampati saranno anche in grado di cambiare e adattarsi il loro. I ricercatori hanno già presentato una stampante 4-D in grado di produrre fili di materiali che possono piegarsi in forme semplici come cubi nel tempo. Potrebbe non sembrare molto, ma ha il potenziale per cambiare la scienza per sempre.

Presto saremo in grado di produrre macchine che possano raggiungere aree inaccessibili - pozzi profondi, ad esempio - per effettuare interventi di manutenzione. Le operazioni mediche potrebbero essere eseguite in modo indipendente da macchine realizzate con questi materiali. Queste macchine sono essenzialmente robot che vengono stampati anziché prodotti. Le tubature dell'acqua sarebbero in grado di percepire cosa fare durante un trabocco da sole. Poiché la stampa 4-D ci consente essenzialmente di realizzare materiali che possono trasformarsi in qualsiasi modo ci piaccia, le possibilità sono infinite. È sicuro dire che ci vorrà del tempo per passare alla stampa di oggetti più grandi che possono evolversi in modi più complessi. Ma osservando quanto velocemente la tecnologia 3-D ha preso piede, probabilmente non ci vorrà troppo tempo.

7 buchi neri nei laboratori

I buchi neri sono stati per molto tempo un elemento fondamentale della narrativa popolare, tuttavia non è mai stato possibile realizzare uno artificiale. Almeno fino a quando i ricercatori della Southeast University di Nanjing, in Cina, non riuscirono a immaginare un modo per imitare approssimativamente un buco nero nel laboratorio. Hanno creato un circuito con un tipo di materiale utilizzato per cambiare il passaggio delle onde elettromagnetiche. È simile al materiale utilizzato per raggiungere l'invisibilità, ma invece di alterare la luce, questa configurazione viene eseguita con le microonde. Questi "meta-materiali" assorbono la radiazione elettromagnetica e la convertono in calore in modo simile a un buco nero.

Questo ha un numero di applicazioni utili, in particolare nella produzione di energia. Una delle cose che la scienza deve capire è come replicare questo successo usando la luce, perché la lunghezza d'onda della luce è molto più piccola di quella di un forno a microonde. Tuttavia, questa è la prima volta che un buco nero è stato emulato in condizioni controllate. Potrebbe essere solo una questione di tempo prima che i buchi neri facciano parte delle nostre vite quotidiane.

6Interruzione della luce nelle sue tracce

Einstein fu il primo a rendersi conto che nulla può andare più veloce della velocità della luce, ma in realtà non dice nulla sul rendere la luce più lenta. In un esperimento condotto all'Università di Harvard, gli scienziati sono stati in grado di rallentare la luce a circa 20 chilometri all'ora (12,4 miglia all'ora). Come se ciò non bastasse, sono andati avanti per portarlo a un punto. Gli scienziati hanno utilizzato un materiale sottoraffreddato noto come "condensato di Bose-Einstein" per raggiungere questo obiettivo. Il condensato viene prodotto a temperature dell'ordine di qualche miliardesimo di grado più caldo dello zero assoluto, in modo che gli atomi abbiano la minima quantità di energia per funzionare. Tieni presente che lo zero assoluto è un concetto astratto che non può essere effettivamente raggiunto. Questo è probabilmente il più vicino a cui ci siamo mai imbattuti.

Mentre gli scienziati hanno precedentemente rallentato la luce fino a 61 chilometri all'ora (38 miglia all'ora), questa è stata la prima volta che è stata arrestata completamente. La particella di luce ha persino lasciato un ologramma in cui si era fermato, poiché una volta sembrava una materia stabile invece dell'onda che viaggia di solito.Perché è più costante in quella forma, la particella di luce interrotta può anche essere messa su uno scaffale, per esempio. Inoltre, ora che le persone hanno dimostrato che la luce può essere fermata, alcuni ricercatori stanno addirittura lavorando per invertire la sua direzione.

5Produrre l'antimateria in laboratorio

L'antimateria è probabilmente la risposta a tutti i nostri bisogni energetici futuri. Eppure, nonostante tutti i loro sforzi, gli scienziati non sono stati in grado di trovare tanto nell'universo quanto nella materia, il che sembra essere un grande mistero in sé. Mentre questo particolare mistero non può essere risolto per un po ', gli scienziati sono stati in grado di creare e mantenere con successo l'antimateria in laboratorio. Un super team di scienziati di diversi paesi, noto come ALPHA, ha già scoperto un metodo per mantenere l'antimateria per una frazione di secondo.

Anche se la sua produzione è in circolazione da circa un decennio, intrappolare l'antimateria si è sempre dimostrata impossibile, dal momento che tutto ciò che sappiamo è fatto di materia, e l'antimateria si brucia proprio non appena entra in contatto con esso. Ora, gli scienziati del CERN hanno trovato un modo per immagazzinare l'antimateria per un periodo di tempo più lungo all'interno di un forte campo magnetico, ma uno dei problemi è che questo campo interferisce con le misurazioni e non ci permette di studiare correttamente l'antimateria. Ciononostante, non sarà sbagliato presumere che i reattori di materia / antimateria possano essere il nostro backup una volta che il mondo esaurirà il combustibile naturale.

4Telepathy

In precedenza ti abbiamo mostrato in che modo la scienza ha trovato un modo per collegare il cervello di un essere umano a quello di un topo e comandarlo a distanza di muovere la coda. Anche se non è stata un'impresa ordinaria, sembra che la scienza ora abbia preso il sopravvento. In un esperimento condotto da uno scienziato della Duke University con l'aiuto di scienziati dell'Istituto Internazionale di Neuroscienze di Natal, in Brasile, due ratti a migliaia di chilometri di distanza sono stati fatti per comunicare telepaticamente l'un l'altro, aprendo la strada a tecnologie simili per gli umani in il futuro prossimo.

I ratti erano collegati tramite impianti cerebrali, e uno di loro era fatto per scegliere una delle due leve, a seconda di quale lampadina colorata era accesa. L'altro topo non riusciva a vedere il bulbo ma a premere comunque la levetta destra, agendo sugli impulsi elettrici del cervello dell'altro topo. Il ratto seguace non sapeva davvero che stesse agendo sugli impulsi cerebrali di un altro topo, solo che era stato ricompensato per averlo fatto.

Gli scienziati ritengono che non solo questo esperimento possa essere replicato con gli esseri umani, ma che saremo anche in grado di interpretare i segnali in modo più efficiente rispetto ai ratti. Sono convinti che un meccanismo di telepatia su scala umana non sarà troppo difficile da ottenere e che i comandi di sensi come la visione e il tatto potrebbero anche essere trasferiti ad altri umani o macchine.

3Crossing The Speed ​​of Light

È un fatto apparentemente noto che la velocità della luce non può essere violata nel nostro universo, ma questo è stato chiaramente dimostrato errato dai ricercatori del NEC Research Institute di Princeton, negli Stati Uniti. Passarono un raggio laser attraverso una camera di gas appositamente preparato e cronometrarono il suo tempo. Come si è scoperto, il raggio è stato osservato per essere 300 volte più veloce della velocità della luce. Incredibilmente, il raggio è uscito dalla camera prima che fosse entrato, il che sembra violare la legge di causa ed effetto come teorizzato da Einstein. È come vedere la TV accendersi prima di premere l'interruttore sul telecomando. Ma poi di nuovo, come spiegano i ricercatori, quella legge non viene tecnicamente infranta, poiché il raggio del futuro non ha alcun mezzo per influenzare le condizioni del passato, il che dimostra che Einstein non aveva torto, dopotutto. Sbagliato o no, l'esperimento è comunque riuscito a dimostrare che la barriera della velocità della luce può infatti essere rotta e che l'effetto può precedere la causa.

2 Nascondere le cose dal tempo stesso

In precedenza abbiamo parlato di quanto la scienza sia arrivata nella sua ricerca della vera invisibilità, ma come se ciò non bastasse, gli scienziati hanno già fatto il prossimo passo e hanno capito come nascondere le cose dal tempo stesso. I ricercatori della Cornell University hanno realizzato un dispositivo che divide un fascio di luce in due componenti, lo trasporta attraverso un mezzo e lo rimette insieme all'altro lato con l'aiuto di una lente temporale, senza alcuna registrazione di ciò che è accaduto in quella durata. L'obiettivo rallenta la parte più veloce del raggio e accelera il più lento, creando un vuoto temporaneo nel tempo che nasconde gli eventi durante la trasmissione.

Quindi, dove avremmo ottenuto un'onda combinata piena di interferenze, questo dispositivo salta qualsiasi cosa accada sulla strada e la nasconde dal tempo stesso. A partire da ora, l'evento può essere nascosto solo per un intervallo estremamente breve, ma è solo una questione di tempo prima che qualcuno capisca come farlo per un periodo più lungo. Il cloaking temporale ha applicazioni utili in molti campi, principalmente nel trasferimento sicuro dei dati.

1Oggetti che fanno due cose allo stesso tempo

Abbiamo innumerevoli teorie su come le particelle a livello quantico fanno l'impossibile, ma fu solo quando gli scienziati dell'UC Santa Barbara realizzarono una macchina quantistica reale che siamo stati in grado di testimoniare nel mondo reale. Gli scienziati hanno raffreddato un pezzo di metallo molto piccolo alla temperatura più bassa che può avere, noto anche come "stato fondamentale". Quando lo hanno applicato al circuito quantico e lo hanno pizzicato come una stringa, ciò che hanno notato è che si è mosso e non ha Si muoverà allo stesso tempo, che era solo teoricamente possibile fino a quel punto.

Se non sembra sorprendente, pensatelo come un esperimento in cui un uomo si trova a rilassarsi a casa e nello zaino in spalla in tutta Europa, allo stesso tempo, anche se su scala molto più piccola. La scoperta ha enormi conseguenze per la scienza, perché la meccanica quantistica potrebbe avere i mezzi per realizzare i nostri sogni più selvaggi. Scienza la rivista l'ha definito il più importante progresso scientifico del 2010. Alcune persone hanno persino continuato a citare l'esperimento come prova dei multiversi, ma la comunità è divisa sull'eventualità che quel salto possa essere fatto, dato che siamo ancora lontani dal replicare i risultati su una scala più grande. Tuttavia, la scoperta dimostra che la scienza quantistica funziona e che forse, solo forse, essere in due posti allo stesso tempo e saltare tra gli universi per divertimento è una realtà non troppo lontana nel futuro.