10 schijnbaar onmogelijke dingen mogelijk gemaakt door de wetenschap

We weten dat wetenschap de hele tijd geweldige dingen doet, maar naarmate we verdergaan in de toekomst, begint de wetenschappelijke prestatie aan de grens van magie. De wetenschap probeert voortdurend het onmogelijke te doen en slaagt er ook zeker in.

10Teleportation

De mensheid is al heel lang op zoek naar een methode van echte teleportatie, maar het heeft altijd de indruk gehad te veel van de wetenschap te vragen. En toen ging de wetenschap door en bewees dat het mogelijk was. We hebben het fenomeen van quantumverstrengeling eerder uitgelegd. Onderzoekers van de Technische Universiteit Delft konden informatie door de kamer teleporteren en de kwantumverstrikkingstheorie in de praktijk bewijzen.

Ze isoleerden een paar elektronen in twee diamanten op een afstand van elkaar. Volgens theoretische verstrengeling, zouden veranderingen aan de spin in één moeten hebben geresulteerd in de tweede die zijn draai dienovereenkomstig verandert. Dat is precies wat er gebeurde - de verandering in één diamant beïnvloedde de andere over een afstand van 10 meter (32 ft). Het experiment werkte 100 procent van de tijd. De onderzoekers werken nu aan het vergroten van de afstand, wat nog steeds zou moeten werken als de theorie correct is. Als experimenten over grotere afstanden succesvol zijn, zullen we zeer snel veilig informatie kunnen teleporteren via kwantumdeeltjes zonder daartussen kwetsbare paden.

9Tevens licht in knopen

Volgens alles dat we weten, moet licht in rechte lijnen bewegen. Blijkbaar wilde iemand dat veranderen. Wetenschappers van de universiteiten van Glasgow, Bristol en Southampton waren de eersten die licht in knopen brachten, iets dat eerst als een abstract wiskundig concept werd beschouwd. Deze knopen werden gemaakt met behulp van hologrammen, die de lichtstroom rond gebieden van duisternis regelden met behulp van de knottheorie, een tak van wiskunde geïnspireerd door knopen in het echte leven.

Een van de hoofdonderzoekers legt licht uit als een rivier die zowel recht als draaikolken kan zijn. De hologrammen zijn speciaal geconstrueerd en bestuurd door computers. Blijkbaar kun je ook je eigen lichtstraal in een knoop buigen als je hun hologram hebt. De bevindingen gaan een lange weg in het aantonen dat de toekomst van optica allesbehalve saai zal zijn.

8objecten die zichzelf ontwikkelen

Het duurt nog wel even voordat iedereen 3D-printtechnologie gebruikt, maar de ogen van de wetenschap zijn al gericht op de volgende stap: 4-D-afdrukken. Hoewel het voor de meesten van ons misschien te ingewikkeld klinkt, is de vierde dimensie tijd, wat betekent dat de volgende generatie printers niet alleen alles kan afdrukken wat u maar wilt, maar de afgedrukte objecten ook kunnen wijzigen en aanpassen hun eigen. Onderzoekers hebben al een 4-D-printer onthuld die materiaalstrengen kan produceren die zich na verloop van tijd kunnen vouwen in eenvoudige vormen zoals blokjes. Dat klinkt misschien niet veel, maar het heeft het potentieel om de wetenschap voor altijd te veranderen.

Binnenkort kunnen we machines produceren die ontoegankelijke gebieden kunnen bereiken - bijvoorbeeld diepe putten - om onderhoud uit te voeren. Medische operaties kunnen onafhankelijk worden uitgevoerd door machines die met deze materialen zijn gemaakt. Deze machines zijn in wezen robots die worden afgedrukt in plaats van gefabriceerd. Waterleidingen zouden in staat zijn om zelf te bepalen wat ze tijdens een overloop moeten doen. Omdat 4-D printen ons in wezen in staat stelt om materialen te maken die zichzelf kunnen transformeren zoals we willen, zijn de mogelijkheden eindeloos. Het is veilig om te zeggen dat het enige tijd zal kosten om door te gaan naar het afdrukken van grotere objecten die zichzelf op meer complexe manieren kunnen ontwikkelen. Maar als je kijkt naar hoe snel de 3D-technologie is vastgelopen, duurt het waarschijnlijk niet te lang.

7Zwarte gaten in laboratoria

Zwarte gaten zijn al lange tijd een hoofdbestanddeel van populaire fictie, maar een kunstmatige maken is nooit mogelijk geweest. Tenminste, totdat onderzoekers van de Southeast University of Nanjing in China een manier bedachten om ongeveer een zwart gat in het lab na te bootsen. Ze creëerden een circuit met een soort materiaal dat werd gebruikt om de doorgang van elektromagnetische golven te veranderen. Het is vergelijkbaar met het materiaal dat wordt gebruikt om onzichtbaarheid te verkrijgen, maar in plaats van het veranderen van licht, wordt deze opstelling gedaan met microgolven. Deze "metamaterialen" absorberen elektromagnetische straling en zetten deze om in warmte op een manier vergelijkbaar met een zwart gat.

Dit heeft een aantal nuttige toepassingen, vooral bij energieproductie. Een van de dingen die de wetenschap moet bedenken, is hoe dit succes met licht kan worden gerepliceerd, omdat de golflengte van het licht veel kleiner is dan die van een magnetron. Desalniettemin is dit de eerste keer dat een zwart gat wordt geëmuleerd in gecontroleerde omstandigheden. Het kan slechts een kwestie van tijd zijn voordat zwarte gaten deel uitmaken van ons dagelijks leven.

6Stopping Light in zijn tracks

Einstein was de eerste die zich realiseerde dat niets sneller kon gaan dan de snelheid van het licht, maar hij zei niet echt iets over het verlichten van het licht. In een experiment aan de universiteit van Harvard konden wetenschappers licht vertragen tot ongeveer 20 kilometer per uur (12,4 mph). Alsof dat nog niet genoeg was, gingen ze door om het volledig te stoppen. De wetenschappers gebruikten een onderkoeld materiaal dat bekend staat als het "Bose-Einstein-condensaat" om dit te bereiken. Het condensaat wordt geproduceerd bij temperaturen van slechts enkele miljardste graad hoger dan het absolute nulpunt, zodat atomen de minste hoeveelheid energie hebben om te functioneren. Houd er rekening mee dat absolute nul een abstract begrip is dat niet echt kan worden bereikt. Dit is waarschijnlijk het dichtst in de buurt waar we ooit zijn gekomen.

Terwijl wetenschappers eerder licht hebben vertraagd tot slechts 61 kilometer per uur (38 mph), was dit de eerste keer dat het volledig tot stilstand werd gebracht. Het lichte deeltje liet zelfs een hologram achter waar het gestopt was, om eens te kijken als stabiele materie in plaats van de reizende golf die het gewoonlijk is.Omdat het in die vorm constanter is, kan het stopgezette lichtdeeltje zelfs op een plank worden gezet, bijvoorbeeld. Sterker nog, nu mensen hebben bewezen dat licht kan worden gestopt, zijn sommige onderzoekers zelfs bezig met het omkeren van hun richting.

5Productie van Antimatter In The Lab

Antimaterie is mogelijk het antwoord op al onze toekomstige energiebehoeften. Maar voor al hun inspanningen zijn wetenschappers er niet in geslaagd om zoveel mogelijk in het universum als materie te vinden, wat op zichzelf een groot mysterie is. Hoewel dit specifieke mysterie misschien al een tijdje niet wordt opgelost, hebben wetenschappers met succes antimaterie in het laboratorium kunnen maken en behouden. Een superteam van wetenschappers uit verschillende landen, bekend als ALPHA, heeft eerder een methode ontdekt om antimaterie voor een fractie van een seconde te behouden.

Hoewel de productie al ongeveer een decennium bestaat, is antimaterie altijd onmogelijk gebleken, omdat alles wat we weten gemaakt is van materie en antimaterie gewoon opbrandt zodra het ermee in contact komt. Nu hebben wetenschappers van CERN een manier gevonden om antimaterie gedurende een langere periode op te slaan in een sterk magnetisch veld, maar een van de problemen is dat dit veld interfereert met metingen en ons niet toestaat de antimaterie goed te bestuderen. Desalniettemin zal het niet verkeerd zijn om aan te nemen dat stoffen / antimaterie reactoren mogelijk onze back-up zijn als de wereld geen natuurlijke brandstof meer heeft.

4Telepathy

We hebben je eerder laten zien hoe de wetenschap een manier heeft gevonden om het brein van een mens te verbinden met dat van een rat en hem op afstand op te dragen om zijn staart te bewegen. Hoewel dat geen gewone prestatie was, lijkt het erop dat de wetenschap zich nu eenzijdig heeft ontwikkeld. In een experiment uitgevoerd door een wetenschapper van Duke University met de hulp van wetenschappers van het International Institute for Neuroscience of Natal, Brazilië, werden twee ratten van duizenden kilometers verwijderd om telepathisch met elkaar te communiceren, zodat de weg vrij was voor vergelijkbare technologie voor mensen in de nabije toekomst.

De ratten waren verbonden via hersenimplantaten en een van hen was gemaakt om een ​​van de twee hendels te kiezen, afhankelijk van welke gekleurde gloeilamp was verlicht. De andere rat kon de bol niet zien, maar drukte toch op de rechter hendel en reageerde op elektrische impulsen vanuit de hersenen van de andere rat. De volger-rat wist niet echt dat hij reageerde op de hersenimpulsen van een andere rat, alleen dat het daarvoor werd beloond.

De wetenschappers zijn van mening dat dit experiment niet alleen kan worden gerepliceerd met mensen, maar dat we de signalen ook efficiënter kunnen interpreteren dan met ratten. Ze vertrouwen erop dat een telepathisch mechanisme op menselijke schaal niet te moeilijk zal zijn om te bereiken en dat commando's van zintuigen zoals visie en aanraking ook kunnen worden overgedragen aan andere mensen of machines.

3Crossing The Speed ​​Of Light

Het is een ogenschijnlijk bekend feit dat de snelheid van het licht niet kan worden doorbroken in ons universum, maar dat is volkomen bewezen verkeerd door onderzoekers van NEC Research Institute in Princeton, VS. Ze passeerden een laserstraal door een kamer met speciaal geprepareerd gas en klokten hun tijd. Het bleek dat de bundel 300 keer sneller was dan de lichtsnelheid. Ongelooflijk, de straal verliet de kamer voordat deze erin was gegaan, wat de wet van oorzaak en gevolg lijkt te schenden, zoals getheoretiseerd door Einstein. Het is alsof u de tv ziet inschakelen voordat u op de schakelaar op uw afstandsbediening drukt. Maar aan de andere kant, zoals de onderzoekers uitleggen, wordt die wet niet technisch overtreden, omdat de straal van de toekomst geen middel heeft om de omstandigheden in het verleden te beïnvloeden, wat bewijst dat Einstein toch niet verkeerd was. Fout of niet, het experiment slaagde er nog steeds in te bewijzen dat de lichtsnelheidsbarrière feitelijk kan worden verbroken en dat effect daaraan vooraf kan gaan.

2 Dingen uit de tijd zelf verbergen

We hebben eerder gesproken over hoe ver de wetenschap is gekomen in haar zoektocht naar het ontdekken van ware onzichtbaarheid, maar alsof dat nog niet genoeg was, hebben wetenschappers al de volgende stap gezet en ontdekt ze hoe ze dingen voor de tijd zelf kunnen verbergen. Onderzoekers van de Cornell University hebben een apparaat gemaakt dat een lichtstraal opsplitst in twee componenten, het door een medium transporteert en het aan het andere uiteinde weer samenbrengt met behulp van een tijdlens, zonder dat er iets wordt vastgelegd van wat er in die tijdsduur is gebeurd. De lens vertraagt ​​het snellere deel van de straal en versnelt de langzamere straal, waardoor een tijdelijk vacuüm in de tijd ontstaat dat de gebeurtenissen tijdens uitzending verbergt.

Dus waar we een gecombineerde golf vol interferentie zouden hebben gekregen, slaat dit apparaat alles over wat er onderweg gebeurt en verbergt het de tijd zelf. Vanaf nu kan het evenement maar voor een extreem kort interval worden verborgen, maar het is slechts een kwestie van tijd voordat iemand weet hoe het voor een langere periode moet worden gedaan. Tijdelijk cloaking heeft nuttige toepassingen op veel gebieden, voornamelijk bij beveiligde gegevensoverdracht.

1Objects Twee dingen tegelijkertijd doen

We hebben talloze theorieën over hoe deeltjes op het kwantumniveau het onmogelijke doen, maar pas toen wetenschappers van UC Santa Barbara een echte kwantummachine maakten, konden we dit in de echte wereld waarnemen. De wetenschappers hebben een heel klein stukje metaal gekoeld tot de laagste temperatuur die het kan hebben, ook wel de "grondtoestand" genoemd. Toen ze het op het quantumcircuit aanbrachten en het als een touw plukten, viel het hen op dat het bewoog en niet niet tegelijkertijd bewegen, wat tot dat moment alleen theoretisch mogelijk was.

Als het niet geweldig klinkt, beschouw het dan als een experiment waarbij een man tegelijkertijd thuis ontspant en backpacken door heel Europa, zij het op een veel kleinere schaal. De ontdekking heeft enorme gevolgen voor de wetenschap, omdat de kwantummechanica mogelijk de middelen heeft om onze wildste dromen te vervullen. Wetenschap magazine noemde het de belangrijkste wetenschappelijke vooruitgang van 2010. Sommige mensen gingen zelfs door met het experiment aan te halen als bewijs van multiversums, maar de gemeenschap is verdeeld over de vraag of die sprong kan worden gemaakt, omdat we nog steeds een eind weg zijn van het repliceren van de resultaten op een grotere schaal. Toch bewijst de ontdekking dat de kwantumwetenschap werkt en dat misschien, misschien net op twee plaatsen tegelijkertijd, en hoppen tussen universums voor de lol, een realiteit is die niet te ver weg is in de toekomst.