Vetenskapen visar oss ständigt intressanta saker. När vi går in i en ljusare framtid börjar vetenskapliga framsteg gränsar till magi. Vetenskapen försöker ständigt göra det omöjliga möjligt och gör naturligtvis ständiga framsteg.
Teleportation
Under lång tid sökte mänskligheten efter ett sätt att teleportera, men det visade sig alltid att vi kräver för mycket av vetenskapen. Och då rusade vetenskapen fram och visade att teleportering är möjlig. Vi har tidigare behandlat fenomenet kvantförvirring. Forskare vid Delft tekniska universitet kunde teleportera information i rummet och bevisa kvantförvirringsteorin i praktiken.
Forskare har isolerat ett par elektroner i två diamanter på avstånd från varandra. Enligt teorin om kvantförvirring bör förändringen i snurra i en diamant upprepa sig symmetriskt i den andra diamanten. Det här är exakt vad som hände - en förändring i beteendet hos en elektron påverkade en annan på 10 meters avstånd. Experimentet lyckas 100% av tiden.
Forskare arbetar för närvarande med att öka avståndet, och om teorin är korrekt kommer allt att fungera. Om experimentet för att överföra information över långa avstånd är framgångsrikt kommer vi snart att kunna teleportera information med hjälp av kvantpartiklar utan förlust av tid och data.
Kampanjvideo:
Bind ljus i knutarna
För allt vi vet bör ljuset röra sig i en rak linje. Men det var hantverkare i vår värld som ville fixa det. Forskare från universiteten i Glasgow, Bristol och Southampton var de första att binda ljus i knutar, vilket gjorde ett abstrakt matematisk koncept till verklighet. Noder skapades med hjälp av hologram som riktade en ström av ljus runt regioner av mörker med hjälp av knutteori, en gren av matematik som handlar om knop i verkliga livet.
En ledande forskare förklarar att ljus är som en flod som kan rinna rakt och virvla in i tratten. Du kan också binda din egen ljusstråle i en knut med ett hologram. Detta experiment visade tydligt att framtiden för optik kanske inte är tråkig alls.
Objekt som utvecklas självständigt
Det kommer att ta lite mer tid innan någon kan använda 3D-tryckteknologier, men vetenskapen har redan gått längre, mot 4D-utskrift. Även om det kan verka överväldigande för de flesta av oss, är den fjärde dimensionen tid, vilket innebär att nästa generation av skrivare inte bara kan skriva ut någonting, utan de tryckta objekten själva kommer att kunna ändra och anpassa sig själva.
Forskare har redan avslöjat en 4D-skrivare som kan skriva ut material som kan vikas på egen hand i enkla former som kuber över tid. Det låter inte så coolt ännu, men tiden kommer att gå, och denna teknik kommer att förändra vetenskapen för alltid.
Mycket snart kommer vi att kunna producera maskiner som kan nå svåråtkomliga områden - till exempel djupa brunnar - för underhåll. Medicinska operationer kommer att utföras oberoende av maskiner tillverkade av sådant material. De kommer oftast att skrivas ut på skrivare och inte på fabriker. Vattenledningarna avgör vad de ska göra under översvämningen.
Eftersom 4D-utskrift huvudsakligen tillåter dig att skapa material som kan förvandla sig till vad som helst, är möjligheterna oändliga. Det är säkert att säga att det kommer att ta lite tid innan 4D-utskrift tar över stora föremål, men när man tittar på takten i 3D-utskrift kommer det att bli ganska snart.
Svarta hål i laboratoriet
Under lång tid var svarta hål en av huvudprodukterna inom populär skönlitteratur, och ingen kunde göra dem konstgjord. Tills forskare från Southeastern University of Nanjing i Kina beslutade att simulera ett svart hål i laboratoriet. De skapade en krets med ett specifikt material som används för att ändra hur elektromagnetiska vågor rör sig.
Ett liknande material används för att uppnå osynlighet, men istället för att reflektera synligt ljus fungerar deras installation med mikrovågor. Sådana metamaterial absorberar elektromagnetisk strålning och omvandlar den till värme, liknande ett svart hål.
Detta experiment har ett antal användbara applikationer, särskilt inom energiproduktion. I synnerhet försöker vetenskapen ta reda på hur man kan replikera framgången för ett svart hål, men använda ljus, eftersom ljusets våglängd är mycket kortare än för mikrovågor.
Detta är dock första gången ett svart hål simuleras under kontrollerade förhållanden. Nyligen har andra forskare demonstrerat Hawking-strålning genom att använda ett exempel på ett soniskt svart hål i laboratoriet.
Stoppa ljuset
Einstein var först med att inse att ingenting kan röra sig snabbare än ljus, men han sa ingenting om hur man bromsar ljuset. I ett experiment vid Harvard University kunde forskare bromsa upp ljuset till 20 km / h.
Ett liknande material används för att uppnå osynlighet, men istället för att reflektera synligt ljus fungerar deras installation med mikrovågor. Sådana metamaterial absorberar elektromagnetisk strålning och omvandlar den till värme, liknande ett svart hål.
Detta experiment har ett antal användbara applikationer, särskilt inom energiproduktion. I synnerhet försöker vetenskapen ta reda på hur man kan replikera framgången för ett svart hål, men använda ljus, eftersom ljusets våglängd är mycket kortare än för mikrovågor.
Detta är dock första gången ett svart hål simuleras under kontrollerade förhållanden. Nyligen har andra forskare demonstrerat Hawking-strålning genom att använda ett exempel på ett soniskt svart hål i laboratoriet.
Stoppa ljuset
Einstein var först med att inse att ingenting kan röra sig snabbare än ljus, men han sa ingenting om hur man bromsar ljuset. I ett experiment vid Harvard University kunde forskare bromsa upp ljuset till 20 km / h.
Dessutom gick de vidare och beslutade att helt stoppa ljuset. Experimentet baserades på ett superkylt material känt som Bose - Einstein kondensat. Detta kondensat bildas vid temperaturer bara några miljarder av en grad över absolut noll, så atomer har mycket lite energi att röra sig. Tänk på att absolut noll är ett abstrakt begrepp som i princip inte kan uppnås.
Även om forskare tidigare bara hade saktat ner ljuset till 61 km / h, var det första gången ljuset stoppades helt. Ljuspartikeln lämnade till och med ett hologram när den slutade och förvandlades till stabilt material istället för en rörlig våg, vilket den i huvudsak är.
Och eftersom ljuset är relativt stabilt i denna form kan det bokstavligen läggas på hyllan. Dessutom, när människor har bevisat att ljus kan stoppas, arbetar forskare till och med för att få det att gå i motsatt riktning.
Antimatterproduktion i laboratoriet
Antimatter är kanske svaret på alla våra framtida energibehov. Trots alla ansträngningar har forskare inte lyckats hitta ett överflöd av antimateria i universum som kan jämföras med mängden materia, och detta är fortfarande ett av de största mysterierna i modern vetenskap.
Även om detta mysterium inte kommer att lösas inom en snar framtid, har forskare lärt sig hur man skapar och innehåller antimateria i laboratoriet. En grupp forskare från olika länder, känd som ALPHA, upptäckte ett sätt att bevara antimateria under en sekund.
Även om produktionen av antimateria har funnits i ett decennium nu, har det alltid varit omöjligt att hålla fast vid antimateriet eftersom det förstör när det kolliderar med allt vi vet som materia.
Forskare vid CERN har upptäckt ett nytt sätt att lagra antimateria under en lång tid i ett kraftfullt magnetfält, men problemet är att detta fält påverkar mätningar och inte tillåter oss att studera antimateria som förväntat. Kanske i framtiden kommer det att vara antimateria som kommer att vara vår huvudsakliga energikälla när alla naturliga utvinningsmöjligheter tar slut.
Telepati
Vi har ofta skrivit om hur vetenskapen hittar sätt att ansluta sig till den mänskliga hjärnan, men hittills använder vi exempel på råttor - och fjärrflyttar svansen. Även om detta är en viktig prestation stannar inte forskarna där. I ett experiment utfört av en forskare vid Duke University kunde två råttor telepatiskt kommunicera med varandra tusentals kilometer bort, vilket i teorin kunde bana väg för liknande teknik för människor.
Råttorna anslöts med hjälp av hjärnimplantat. En av dem var tvungen att välja en av två spakar, beroende på vilken färg lampan var på. En annan råtta kunde inte se lampan, men tryckte på önskad spak och tog emot elektriska impulser från hjärnan hos den andra råtta. Råttan visste inte vad som påverkade hjärnan hos en annan råtta, den fick helt enkelt sin belöning.
Överskrider ljusets hastighet
Detta till synes välkända faktum - att ljusets hastighet i vårt universum är högst - försökte motbevisa forskare från NEC Research Institute i Princeton. De skickade en laserstråle genom en kammare fylld med en speciell gas och tidsinställdes. När det visade sig överskred strålen 300 gånger ljusets hastighet.
Han lämnade cellen innan han gick in i den, vilket tydligen bryter mot lagen om orsak och verkan. Men forskarna förklarade att den här lagen tekniskt inte kränkte, eftersom framtidens stråle inte påverkade tidigare händelser på något sätt. Konsekvenserna av experimentet diskuteras fortfarande i stor utsträckning, och det finns inget solid bevis på äktheten av dess resultat - precis föregående.
Gömmer saker från själva tiden
Det är en sak att göra en sak osynlig och dölja den för människans syn, men det är en helt annan sak att dölja en sak från själva tiden. Forskare vid Cornell University har skapat en enhet som delar upp en ljusstråle i två komponenter, transporterar den genom ett medium och ansluter den i andra änden med en tillfällig lins, utan att registrera vad som hände under denna period. Linsen bromsar ner den snabbare delen av strålen och påskyndar den långsammare, vilket skapar ett tillfälligt vakuum som döljer händelser under överföringen.
Enkelt uttryckt släpper den här enheten genom allt som hände i ljusstrålens väg och döljer den från själva tiden. För närvarande kan ett sådant trick bara vevas under en mycket kort tid, men ingenting förbjuder att öka det i framtiden. Tidsmaskning kan vara användbar inom en mängd olika områden, särskilt säker dataöverföring.
Ett objekt gör två saker samtidigt
Vi hade många teorier om hur partiklar på kvantnivå lyckas göra det omöjliga, tills forskare vid University of California, Santa Barbara, byggde en kvantmaskin som kunde visa vad som egentligen händer.
Forskare har kylt en liten metallbit till lägsta temperatur som möjligt. Sedan inkluderade de detta stycke i en kvantkrets och fick den att skaka som en sträng, eftersom de fann en konstig sak: den rörde sig och rörde sig inte samtidigt, som teorin antydde.
Föreställ dig att en person vilar hemma och ryggsäckar över natten. I experimentet var detta i princip fallet, men i mycket mindre skala. Upptäckten av forskare har enorma konsekvenser för vetenskapen, eftersom kvantmekanik väl kan förverkliga våra vildaste drömmar.
Vetenskapsmagasinet utsåg denna upptäckt till den viktigaste vetenskapliga prestationen 2010. Vissa människor tog till och med det som bevis på att det finns flera universum. Kanske i framtiden blir det att vara två platser samtidigt ganska vanligt. Då kommer du naturligtvis att ha tid för allt.