Star Wars sidste Jedi kan bruge kvantevidenskabens kraft

Som Star Wars:The Last Jedi åbner i biograferne, og dens heltinde Rey søger at lære styrkens veje fra en gammel og isoleret Luke Skywalker, det rejser nogle indlysende og løbende spørgsmål:

Er der noget i videnskaben - især i kvantefysikken - der ligner Kraften? Kan objekter manipuleres øjeblikkeligt på afstand?

svar, moderne fysik kunne have.

Det er ikke de kræfter, du leder efter

Obi-Wan Kenobi fortalte Luke Skywalker i originalen Star wars film, at Kraften "omgiver os og trænger ind i os; den binder galaksen sammen."

Moderne fysikere ved, at der faktisk er fire grundlæggende kræfter:de to kernekræfter, den elektromagnetiske kraft og tyngdekraften. Alle disse spiller en rolle i at binde sagen sammen, fra de mindste atomer til den største af planeter.

Imidlertid, det er nok ikke de kræfter, vi leder efter. Gamle Ben Kenobi, Yoda, og, til sidst, Luke, kunne kommunikere telepatisk over store afstande og flytte objekter med deres sind.

Er disse bedrifter mulige? Hvad siger fysikkens love om dette?

Jeg finder din mangel på tro foruroligende

Einsteins relativitetsteori satte nogle strenge grænser for, hvor hurtigt vi kan kommunikere – den ultimative hastighedsgrænse er lysets hastighed.

Så, hvis du havde brug for at sende en besked til Alderaan for at advare borgerne om et kejserligt angreb, der ville altid være en forsinkelse. Selvom du gerne ville, du kunne ikke advare dem i tide til at evakuere, fordi det tager tid for lys at rejse for at sende beskeden.

Ben Kenobi kunne umuligt have følt en forstyrrelse i styrken kun få øjeblikke efter, at Dødsstjernen ødelagde Alderaan. Eller kunne han?

Det er sandt, det hele

Hvad siger kvantefysikken om information, der overføres over store afstande? Desværre kan vi ikke bryde Einsteins hastighedsgrænse, selvom vi havde Tusindårsfalken. Vi tilsidesætter Han Solos måske ikke så absurde påstand om, at det gjorde Kessel Run på mindre end 12 parsecs - et mål for distance, ikke tid.

Imidlertid, gennem et trick af kvantemekanik, du kan forbinde to partikler på en speciel måde, adskille dem, og observer derefter virkningerne af den ene på den anden over store afstande. Dette er kendt som kvantesammenfiltring - at placere to objekter i samme sammenfiltrede kvantetilstand. Og det er mærkeligere end noget andet Star wars skaberen George Lucas kunne finde på (Jar Jar Binks ekskluderet, selvfølgelig).

Sammenfiltring kan påvises i laboratoriet med lyspartikler. Når disse to partikler, eller fotoner, er adskilt over store afstande, de er stadig korreleret med hinanden. Hvis du måler en partikel, den anden partikels tilstand vil blive bestemt med det samme, uanset hvor langt den er væk.

Einstein kunne ikke lide denne idé, da det var "uhyggelig handling på afstand". Imidlertid, moderne fysikforsøg har vist, at sammenfiltring er reel - partikler kan forbindes over store afstande.

Som Han Solo ville sige:"Det er sandt. Det hele."

Faktisk, George Lucas var påvirket af kvanteteorien, da han skrev det originale manuskript til Star wars . I slutningen af ​​1960'erne og begyndelsen af ​​1970'erne, New Age -tænkere foreslog, at kvanteindvikling er en "kraft", der virkelig binder os alle sammen.

Det er velkendt i fysikforsøg, at observatøren kan blive viklet ind i det objekt, de måler, ændring af målingen.

Dette førte til ideen om, at vi alle er viklet ind på en eller anden måde, og der er virkelig en forbindelse mellem alt levende i galaksen.

Jeg har en dårlig fornemmelse af det her

Der er en fangst, selvom. Effekterne af kvantesammenfiltring har en tendens til at være meget små for hverdagsgenstande.

Hvis Kylo Ren var fysiker, han kunne manipulere nogle få partikler af lys for at blive kvantefiltret, men det ville være vanskeligere at stoppe en laserstråle i dens spor.

Imidlertid, i en verden af ​​kondenseret stofs fysik – studiet af faste stoffer – er sammenfiltring mere almindelig.

Faststof-fysikere studerer sammenfiltring af milliarder og milliarder af partikler, ofte med spektakulære nye resultater såsom superledning.

Disse nye fænomener - såsom en superleder, der svæver over en magnet i Meissner-effekten - er fra makroskopiske kvanteforviklinger af elektroner, eller en uhyggelig "kraft", der virker over store afstande.

Kvantesammenfiltringens "Kraft" vågner virkelig i disse nye "kvantematerialer".

Fra et bestemt synspunkt

Så, der er en vis sandhed i ideen bag "The Force, "fra et bestemt synspunkt, som Ben Kenobi ville sige.

Kvantesammenfiltring spiller en rolle i moderne fysik, og det er et bindende princip for stof og energi. Imidlertid, kvantesammenfiltring i stor skala er vanskelig at opnå, og endnu vanskeligere at observere hos levende væsener.

Hvad med Kraften som "et energifelt skabt af alle levende ting?"

Fysikere studerer først lige nu virkningerne af kvantesammenfiltring i biologien, i et relativt nyt felt kaldet "kvantebiologi".

Der er omstændigheder, der tyder på, at processer i store biomolekyler kan blive påvirket af kvanteindviklingseffekter.

Chancerne for, at sammenfiltring spiller en væsentlig rolle i livets processer, synes at være lave. Imidlertid, som Han Solo ville sige:"Fortæl mig aldrig oddsene!"

Denne artikel blev oprindeligt publiceret på The Conversation. Læs den originale artikel.