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Überlichtgeschwindigkeits-Kommunikation

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Die Überlichtgeschwindigkeits-Kommunikation ist ein Verfahren zur Kommunikation der Menschen auf Pandora und auf der Erde in beiden Richtungen.

Anders als die Reise nach Pandora, welche fast 6 Jahre dauert, benötigt die Übertragung einer Nachricht nur wenige Momente. Das Verfahren ist hochkomplex und geschieht sehr einfach ausgedrückt durch miteinander "verbundene" Atome. Der Fachbegriff für die Verbindung der Teilchen heißt "Verschränkung".

  • Die zwei verschränkten Teilchen weisen immer gegensätzliche Eigenschaften auf. Das heißt, wenn man die Eigenschaft des ersten Teilchens beeinflusst, ändert sich die Eigenschaft des zweiten Teilchens in das Gegensätzliche.
  • Das Besondere besteht in der Wirksamkeit der Verschränkung ("Verbindung") sogar über sehr große Distanzen hinweg.

Für die Kommunikation zwischen Erde und Pandora hat man die eine Hälfte der verschränkten Teilchen auf der Erde und die andere Hälfte auf Pandora stationiert. Mit einem magnetischen Feld kann man die die Eigenschaft der Teilchen beeinflussen. Die sich ständig ändernden Zustände der Teilchen ergeben einen Binärcode, welcher dann von einem Computer mit einem Codierungsprogramm in eine Nachricht, in ein Bild oder sogar in ein Video umgewandelt wird.

Die GeschwindigkeitsbegrenzungBearbeiten

Albert Einstein (1879-1955) bewies, dass sich nichts - Materie, Energie oder Information - schneller als mit Lichtgeschwindigkeit bewegen kann. Materie kann diese Geschwindigkeit erst gar nicht erreichen. Licht bewegt sich manchmal etwas langsamer fort, etwa durch transparente Materialien wie Glas. Da Informationen entweder eine materielle Form oder modulierte Energie benötigen, sind auch sie dieser Beschränkung unterworfen. Dabei ist es nicht von Bedeutung, ob es sich um eine Masse so groß wie ein Raumschiff handelt oder um einzelnes subatomares Teilchen wie beispielsweise ein Elektron. Somit würde es Jahre dauern, von der Erde aus eine Nachricht nach Pandora zu schicken.

Verschränkte TeilchenBearbeiten

Verschränkte Teilchen zeichnen sich dadurch aus, dass sie eine gewisse Eigenschaft beibehalten - z.B. ihr Drehmoment. Selbst über eine sehr große Entfernung hinweg führt ein Einwirken auf eines der Teilchen ohne Zeitverzögerung zu einer  Veränderung der entsprechenden Eigenschaft des zweiten Teilchens. Das zweite Teilchen zeigte für die Eigenschaft, auf die eingewirkt wurde, genau den entgegengesetzten Wert, sodass diese Eigenschaft in der Summe wieder den Wert Null erreichte.

Nehmen wir ein Beispiel: Alle Protonen besitzen einen Spindrehimpuls, der entweder + 1/2 Einheit des Spindrehimpulses oder - 1/2 Einheit betragen muss. Unabhängig von der Richtung, die gemessen wird, muss das Ergebnis immer + oder - 1/2 Einheit sein.

Eines der ursprünglichen Experimente wurde mit einem Paar verschränkter Protonen durchgeführt. Eines der Protonen musste einen positiven, das andere einen negativen Spin aufweisen, um den Drehimpuls zu erhalten. Diese beiden Teilchen wurden voneinander getrennt und an entgegengesetzte Enden des Labors gebracht. Die Distanz zwischen ihnen betrug ca. 30 Meter. Eines der beiden Teilchen wurde jetzt entlang einer per Zufall gewählten Achse vermessen. Es besaß - 1/2 Spin. Das zweite Teilchen wurde sofort, d.h. nach Messungen im Labor innerhalb von weniger als 0,3 Nanosekunden und schneller als das Licht die Distanz zwischen den beiden Partikeln überbrücken kann - in diesem Fall in 100 Nanosekunden - entlang derselben Achse vermessen. Das Ergebnis zeigte, dass es + 1/2 Spin besaß.

Wiederholungen des Experiments zeigen dasselbe Resultat: Das zweite Teilchen zeigt in jedem Fall den gegenteiligen Spin, vollkommen unabhängig von der für die Messung gewählten Achse. Es ist nicht möglich, dass das zweite Teilchen vor der Messung Informationen über die zu messende Achse erhalten hat. Bei Experimenten, die Ende des 21. Jahrhunderts durchgeführt wurden, wurden die Teilchen an entgegengesetzten Seiten einer Umlaufbahn um die Erde platziert. Auch hier kam man zu denselben Ergebnissen.

CodierungBearbeiten

McKinney entdeckte eine Möglichkeit der Beeinflussung des Zustands des Teilchens durch ein stark oszillierendes magnetisches Feld. Dieses wiederum beeinflusste sofort den Zustand des anderen Teilchens während einer Messung unabhängig von der Distanz zwischen den Teilchen.

Das Teilchen nahm den gewünschten Zustand jedoch nur in einem von zehntausend Fällen an. Die restlichen 9999 waren zufällig. Doch McKinney entwickelte ein hochredundantes, fehlerkorrigierendes Codierungsprogramm und erreichte eine Datenübertragungsrate von drei Bit pro Stunde. Alle aktuellen Kommunikationsgeräte auf Überlichtgeschwindigkeitsbasis gehen auf seine Erfindung zurück.

QuellenBearbeiten

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