Masse kann nicht Lichtgeschwindigkeit erreichen, aber Energie kann es. Kann man Masse in Energie umwandeln, mit Lichtgeschwindigkeit transportieren, und dann wieder in Masse umwandeln?
Masse kann nicht Lichtgeschwindigkeit erreichen, aber Energie kann es.
Nein.
Masse und Energie sind keine Objekte, sondern physikalische Grössen: Eigenschaften von physikalischen Objekten/Systemen.
Richtig sind deshalb stattdessen die Aussagen: Ein physikalisches System, das eine (von 0 verschiedene) Masse hat, kann sich nicht mit der Lichtgeschwindigkeit im Vakuum
c
durch den Raum bewegen. Ein System, dessen Masse 0 ist, muss sich (lokal) mit
c
durch den Raum bewegen:
v=c
1−
m
2
c
4
E
2
−
−
−
−
−
−
−
−
√
.
“
E=m
c
2
“ ist falsch (bzw. nur bei relativer Ruhe richtig). Allgemein richtig ist:
E
0
=m
c
2
, und das bedeutet nicht „Masse kann in Energie umgewandelt werden (und umgekehrt)“, sondern: Masse und Ruhe-Energie sind äquivalent. Ein System, das eine (von 0 verschiedene) Masse hat, hat auch eine von 0 verschiedene (Ruhe-)Energie.
Kann man Masse in Energie umwandeln,
Wegen Obigem: Nein. (Die Energie ist ja schon vorhanden.)
mit Lichtgeschwindigkeit transportieren, und dann wieder in Masse umwandeln?
Nein. Dieser Version des „Beamens“ steht entgegen:
Man müsste die Struktur der Materie und ihren früheren Quantenzustand, z. B. den Ort
x
und den dazugehörigen Impuls
p
x
eines Teilchens, exakt bestimmen können. Die Heisenbergsche Unschärferelation sagt aber, dass das nicht möglich ist:
σ
x
σ
p
x
≥
ℏ
2
.
(Daher hat der Materietransporter in Star Trek einen „Heisenberg-Kompensator“ :-))
Man müsste die Struktur der Materie und ihren Quantenzustand speichern können. Dazu fehlen derzeit die technischen Voraussetzungen (genügend schnelle Computer, und genügend grosse und schnelle Datenspeicher).
Die Materie müsste anschliessend in einen Zustand versetzt werden, dass die Teilchen, aus denen sie besteht, ungebunden sind. Dazu sind nach heutigem Kenntnisstand hohe Temperaturen erforderlich, was das Objekt zerstört; eine Person würde getötet.
Die Temperatur müsste so hoch sein wie vor dem bzw. zu Beginn des Urknalls – also mehr als
10
32
 K
–, damit Materie-Teilchen und elektromagnetische Strahlung ununterscheidbar werden. Dazu fehlen derzeit die technischen Voraussetzungen: die höchste bisher produzierbare Strahlungstemperatur ist die bei Kollisionen im LHC,
T=
E
3
k
B
≈
6.5 TeV
3
k
B
≈2.5×
10
12
 K.
Man müsste diese Strahlung trotz ihrer hohen Temperatur fokussieren können. Dazu fehlen derzeit die technischen Voraussetzungen.
Man müsste die Struktur der Materie und ihren früheren Quantenzustand aus Daten exakt rekonstruieren können. Dazu fehlen derzeit die technischen Voraussetzungen.
Eine Lösung all dieser Probleme könnte in der Quantenteleportation liegen: Dabei wird durch Quantenverschränkung der Quantenzustand eines Systems über eine im Prinzip beliebig grosse Entfernung reproduziert, wobei die Information zwischen den Orten (derzeit) konventionell, d. h. höchstens mit der Geschwindigkeit
c
, übermittelt wird.
Allerdings steckt diese Technologie derzeit noch in den Kinderschuhen und gelingt bisher nur mit wenigen Atomen. Ausserdem müsste man das „teleportierte“ Objekt am Ursprungsort zerstören, damit nicht nur eine Kopie davon woanders entsteht. Das zieht, wenn es Lebensformen betrifft, ethische, philosophische und für manche Menschen auch religiöse Problemstellungen nach sich.
Quantenteleportation – Wikipedia
Beispiel: Quantenteleportation mit Photonen Die Quantenteleportation ist ein Verfahren, das den quantenmechanischen Zustand eines Quantensystems (Quelle), z. B. eines Photons oder eines Qubits , auf ein anderes Quantensystem (Ziel) überträgt. Der Zustand der Quelle wird durch die Übertragung verändert. Das Verfahren benutzt für die Übertragung zwei Kanäle, einen Quantenkanal und einen klassischen Kanal. Als Quantenkanal dient ein Paar von verschränkten Teilchen. [1] Die Quantenteleportation verwendet die beiden Kanäle und Eigenschaften der Quantenverschränkung , um den Zustand von der Quelle zum Ziel zu übertragen, ohne ihn zu messen. [2] Die Quantenteleportation ist ein wichtiger Baustein beim Aufbau von Quantennetzwerken . Die Verwendung des Begriffs Teleportation führt immer wieder zu irreführenden Zeitungsmeldungen. [3] Quantenteleportation unterscheidet sich grundlegend von der Teleportation der Science Fiction. Quantenteleportation setzt voraus, dass sich am Zielort bereits ein vorbereitetes Zielsystem befindet, auf welches der Zustand der Quelle übertragen wird. Der Quantenkanal der Quantenteleportation besteht aus zwei Teilchen, die in einem Bell-Zustand maximal verschränkt sind. Vor der Übertragung werden die beiden Teilchen getrennt. Das erste Teilchen a {\displaystyle a} wird in der Quelle gespeichert und das zweite Teilchen b {\displaystyle b} am Ziel. Das Ziel kann theoretisch beliebig weit von der Quelle entfernt sein. Dann führt man an der Quelle eine Bell-Messung an der Kombination aus einem dritten Teilchen c {\displaystyle c} , dessen Zustand man übertragen möchte, und dem ersten Teilchen a {\displaystyle a} durch. Die Bell-Messung besteht aus Verschränkung und Messung. Die Verschränkung überträgt den Zustand von Teilchen c {\displaystyle c} auf das Gesamtsystem { a , b , c } {\displaystyle \{a,b,c\}} . Eine Eigenschaft der Verschränkung ist, dass man dafür keinen Übertragungsweg, keine Übertragungszeit und keine Geschwindigkeit angeben kann. Das anschließende Messen des Teilsystems { a , c } {\displaystyle \{a,c\}} zerstört die Verschränkung und die Ausgangszustände von a {\displaystyle a} und c {\displaystyle c} . Das Messergebnis besteht aus zwei Bits . Für die Übertragung der beiden Bits wird ein klassischer Informationskanal, etwa eine Funkverbindung, gebraucht. Die beiden Bits werden am Ziel verarbeitet und auf b {\displaystyle b} angewendet. Danach ist der Zustand von b {\displaystyle b} identisch mit dem Ausgangszustand von c {\displaystyle c} . Die Prinzipien der Quantenwelt erlauben kein Vervielfältigen von Zuständen ( No-Cloning-Theorem ). Anders als im Makroskopischen, wo der momentane Zustand eines Quellsystems feststellbar ist und somit am Zielsystem reproduziert werden kann, lässt sich der quantenmechanische Zustand eines Quellsystems im Allgemeinen gar nicht ermitteln. Jeder der unendlich vielen Polarisationszustände eines Photons zum Beispiel liefert bei einer Messung nur ein Bit an Information und wird dabei ze
https://de.wikipedia.org/wiki/Quantenteleportation?wprov=sfla1