Чтиво, чи можлива передача інформації швидше за швидкість світла високотехнологічні і просунуті

Одним з принципів спеціальної теорії відносності Ейнштейна є наступний: ніщо не може рухатися швидше, ніж світло у вакуумі. Швидкість світла вважається універсальним обмеженням швидкості всього. і це широко прийнято науковим співтовариством. Однак наука така штука, що якщо хтось встановив тверде правило, завжди знайдеться хтось інший, хто спробує спростувати його або хоча б знайти лазівку. Швидкість світла не стала винятком.

Космічні подорожі - це всього лише один з можливих способів застосування надсвітовою швидкості. Нам би, наприклад, дуже хотілося заглянути на планету Gliese 581g і подивитися, як там розвивається місцева життя (якщо вона існує). Однак зірка Gliese знаходиться в 20 світлових роках від нас, а значить навіть зі швидкістю світла летіти до неї 20 років.

Деякі вчені хочуть передавати дані швидше за швидкість світла. Чи це можливо? Давайте подивимося.

Чи може інформація передаватися зі швидкістю світла?

Дуже важливо примітка «в вакуумі», про який ми говорили на самому початку. Світло рухається по оптоволокну не так швидко, як у вакуумі. Проходячи через будь-яку відому нам середу, світло рухається значно повільніше, ніж в «ідеальних» умовах, про які говорить константа. Повітря не особливо заважає світла, але скло - істотно. Показник заломлення для середовища у світла це значення швидкості світла у вакуумі, поділене на швидкість світла в середовищі. Для скла цей показник дорівнює 1,5, тому якщо ви поділіть швидкість світла (300 000 км / с приблизно) на 1,5, то отримаєте 200 000 км / c - приблизна швидкість світла, що проходить через скло. Деякий оптоволокно зроблено з пластику, у якого ще більший показник заломлення світла, а значить і швидкість менше.

Однією з причин зменшення швидкості є подвійна природа світла. Він має ознаки як частки, так і хвилі. Таж світильник складається з фотонів, але вони не рухаються по прямій лінії, проходячи через кабель. І оскільки фотони стикаються з молекулами матеріалу, вони рухаються в різних напрямках. Заломлення світла і поглинання середовища, в кінцевому підсумку, призводить до втрати енергії і даних. Саме тому сигнал не може рухатися нескінченно, і його потрібно постійно посилювати для передачі на довгу дистанцію. Варто зазначити, що уповільнення світла - це лише мала дещиця поганих новин. У оптоволоконний кабель іноді додаються домішки, які контролюють швидкість світла і дозволяють транслювати сигнал ефективніше.

Оптоволоконний кабель, звичайно, набагато швидше передає інформацію, ніж мідний провід, і не так схильний до впливу електромагнітних завад. Волокно дозволяє досягти швидкості передачі в кілька сотень Гб / с або навіть Тб / с. Домашнє інтернет-з'єднання не демонструє такої швидкості хоча б тому, що проводка скрізь різна. Навіть якщо у вас стоїть оптоволокно, можливо, на одній з ділянок передачі даних є мідний шматок. Але навіть з таким оптоволокном інформація буде йти до вас зі швидкістю 50-100 Мб / c, що краще, ніж 1-6 Мб / с у DSL-ліній. Швидкість з'єднання залежить також від місця розташування, провайдера і вашого тарифного плану.

Є й інші речі, які викликають затримки сигналу (так званий delay - «дилей»), коли ви намагаєтеся зайти на сторінку в Мережі або граєте в онлайн-гру. Ваш комп'ютер і сервер, який зберігає дані, повідомляються, щоб дані були синхронізовані і передавалися ефективно, і саме це викликає затримки. Також важлива дистанція, яку проходять дані, а в деяких місцях можуть бути «вузькі проходи», які затримають їх ще більше. Система працює настільки швидко, наскільки швидко працює найповільніше її компонент.

Вчені працюють над створенням системи передачі даних по повітрю. Уявіть собі Wi-Fi-лампочки або Wi-Fi-напилення, про який ми колись писали. або взагалі лазерні промені від будинку до будинку. Але все одно світло може рухатися через повітря зі швидкістю, близькою до швидкості світла у вакуумі, але не більше. Як обійти це обмеження?

Можливість надсвітовою швидкості передачі даних

Вчені з Національного інституту стандартів і технологій (NIST) стверджують, що змогли передати квантову інформацію з надсвітовою швидкістю, завдяки так званому чотирьох хвильового зміщення, яке, по суті, є проявом однієї з форм інтерференції в оптоволокне. Експеримент полягає в передачі короткого 200-наносекундного імпульсу крізь нагрітий рубідієвий пар і одночасну передачу другого пучка променів на іншій частоті, який має посилити перший імпульс. Фотони з обох променів взаємодіють з парою і народжують третій промінь. Як показують результати, третій промінь рухається швидше за швидкість світла у вакуумі. Приблизно на 50-90 наносекунд швидше. Вчені стверджують, що швидкість імпульсу можна калібрувати шляхом зміни вступних параметрів.

Інший варіант надсвітовою швидкості передачі - це квантова телепортація. один з парадоксів квантової механіки. який заснований на заплутаних парах: дві частинки, заплутані один з одним, будуть володіти одними і тими ж характеристиками, незалежно від того, як далеко ви насадили їх. Також потрібно третя частка, яка буде містити дані, які вам потрібно передати. За допомогою лазера можна телепортувати, в буквальному сенсі, одну з частинок куди завгодно. Це не схоже на передачу фотона, скоріше на заміну одного фотона копією оригіналу. Цей фотон можна порівняти з третьої часткою на предмет знаходження відповідностей або відмінностей, а ця інформація вже може бути використана для порівняння двох часток. Схоже на моментальну передачу даних, але не зовсім. Лазерний промінь може рухатися тільки зі швидкістю світла. Однак його можна використовувати для передачі зашифрованих даних на супутник, а також для створення квантових комп'ютерів, якщо ми-таки до них доберемося. Така технологія зайшла куди далі, ніж будь-які інші спроби передати інформацію швидше за швидкість світла. На сьогоднішній день вона працює тільки в обмежених межах, а вчені постійно працюють над збільшенням дистанції телепорту.

Відповіді на питання, чи може значима інформація рухатися швидше, ніж світло, поки немає. Зараз ми можемо перемістити лише кілька частинок, і це добре, оскільки в подальшому може привести нас до бажаної мети. На практиці, вам потрібно передати організовані біти інформації, які хоч щось означають і не пошкоджені, на іншу машину, яка зможе їх прочитати. В іншому випадку найшвидша в світі передача даних не буде коштувати і ламаного гроша. Але можете бути впевнені, якщо вчені все ж перевищать поріг швидкості світла, ваш Інтернет запрацює швидше. Набагато швидше, ніж почнуться міжзоряні перельоти.

# Чтиво | Чи можлива передача інформації швидше за швидкість світла? Ілля Хель