Science 

Scotty beam mich hoch: Teleportation lässt Forscher verzweifeln

Die Frage der Teleportation spaltet die Wissenschaft in verschiedene Lager.
Die Frage der Teleportation spaltet die Wissenschaft in verschiedene Lager.
Foto: iStock/piranka
Teleportation ist eines der wohl größten Geheimnisse der Wissenschaft. Dennoch geben Forscher die Suche nach der Antwort nicht auf.

Geschichten von "Star Trek" bis "Harry Potter" haben uns bereits mit Teleportation konfrontiert. Doch nehmen sich auch in der realen Welt Wissenschaftler dieser Sci-Fi-haften Fortbewegungsmethode an. Sie forschen vorrangig auf den Gebieten der Quantenphysik, um den Menschen das Beamen zu ermöglichen.

Teleportation: Experimente verdeutlichen Potenzial

Dass das im Prinzip möglich ist, bewiesen Wissenschaftler schon 1993. Das Problem dabei ist, dass perfekte Teleportation nur funktioniert, wenn das Original zerstört wird. Im vergangenen Jahr waren chinesische Forscher schon in der Lage, erfolgreich Photonen zu einem rund 483 Kilometer entfernten Satelliten zu beamen.

Sie machten sich dazu das Phänomen der Quantenverschränkung zunutze: Ein Photonen-Paar ist fähig, simultan denselben Zustand einzunehmen, auch über große Entfernungen. Mit diesem Verständnis konnten Forscher bereits 2017 den Zeitpfeil umkehren. Wird der Zustand des einen Partikels verändert, verändert sich der des anderen Teilchens damit ebenso, ohne dass eine Verbindung nachweisbar ist. Hier setzen Wissenschaftler an, da sie versuchen herauszufinden, wie sich Daten zwischen solchen verbundenen Partikeln hin- und herschicken lassen.

YouTube-Video: Was ist ein Photon?

Ganz Menschen zu beamen, liegt damit aber noch in ferner Zukunft. Zunächst müssten wir in der Lage sein, einzelne Atome und dann Moleküle zu teleportieren. Der Mensch besteht allerdings geschätzt aus 32 Trillionen Atomen, also einer unvorstellbar großen Menge an Zellen, die für den Transport in Daten umgewandelt werden müssten.

Menschliche Zellen als Bits teleportieren

Die Autoren einer Studie der Universität Leicester gehen davon aus, dass die transferierbaren Daten eines Menschen durch die DNA-Paare repräsentiert werden, die das Genom in jeder Zelle ausmachen. Die Gesamtdatenmenge einer menschlichen Zelle würde sich daraus auf etwa 100 Milliarden Bits berechnen lassen. Dabei beinhaltet eine Zelle alle nötigen Informationen, um jede andere Zelle im Körper replizieren zu können.

Kompliziert wäre es dagegen, einen Menschen mental zu rekonstruieren. Da die vollen Informationen des Gehirns der zu teleportierenden Person nötig wären, würde sich somit die Datenmenge für einen Menschen auf 2,6 x 10^42 Bits erhöhen (also 2,6 gefolgt von 42 Nullen).

Beamen: Weder schnell noch energieschonend

Neben der Masse an Informationen, die teleportiert werden müsste, wäre theoretisch auch jede Menge Rechenleistung und Strom notwendig, um einen Menschen von A nach B zu beamen. Auch die Zeit spielt dabei eine kritische Rolle. So würde es bei Nutzung einer Bandbreite von 29.5 bis 30 Gigahertz ganze 4,85 x 10^15 Jahre dauern, einen Menschen von der Erde ins Weltall zu teleportieren. Das wäre also 350.000 Mal länger als das Universum mit seinem 14 Milliarden Jahren existiert.

Da die Energie, die aufgewendet werden müsste, zusätzlich von der genutzten Bandbreite abhängig wäre, würde ein Anstieg an Zeit laut der Studie auch einen zunehmenden Stromverbrauch bedeuten. Insgesamt wären wohl rund 10 Trillionen Gigawattstunden Energie notwendig. Schnelle und kostengünstige Teleportation rückt damit zum gegenwärtigen Zeitpunkt in die ferne Zukunft.

Röntgenstrahlen könnten die Lösung für Teleportation sein

Der japanische Physiker Michio Kaku sieht dem Guardian zufolge der Lösung solcher Probleme dennoch positiv entgegen und geht davon aus, dass die Menschheit in 100 Jahren dazu fähig sein wird. In seiner Vorstellung wird es einen Teleporter geben, der wie ein Magnetresonanztomographie-Scanner funktioniert, einschließlich hoher Präzision auf dem Einzelatom-pro-Pixel-Level.

Für die Übertragung der Daten schlägt Kaku Röntgenstrahlen vor, die aufgrund superkurzer Wellenlängen und hoher Frequenzen eine Million Mal mehr Daten transportieren als normale optische Fasern. Die Daten eines Menschen würden dann verschlüsselt ins Weltall gebeamt werden, innerhalb eines Satellitennetzwerkes herumspringen und zu einem Quantencomputer auf der anderen Seite der Erde geschickt werden, wo man sie entpackt. Was dabei allerdings mit dem Original-Menschen passiert, lässt Kaku offen.

Video: Michio Kaku über Teleportation

Welche Alternativen gäbe es zum "herkömmlichen" Beamen?

The Guardian hat eine alternative Idee für Teleportation: Einstein-Rosen-Brücken, also Wurmlöcher. Dabei wird die Raumzeit so gekrümmt oder gefaltet, dass zwei weit auseinanderliegende Punkte im All plötzlich dicht beieinanderliegen. Der Nachteil besteht allerdings darin, dass dies bislang nur theoretisch möglich ist und den menschlichen Körper eher in die Länge ziehen würde als ihn zu transportieren.

Was bleibt, sind Methoden wie Plasmastrahlen. In der Vorstellung von Robert Winglee, Professor an der Universität von Washington, könnten solche Strahlen für interplanetare Flüge genutzt werden, um ausgehend von einem Außenposten im All Raumschiffe beschleunigen oder abbremsen zu können.

Eine weitere Möglichkeit wäre der eher "konventionelle" Vehikeltransport, ähnlich der EmDrive-Methode der NASA, die das Reisen unter Nutzung einer "Warp-Blase" mit Geschwindigkeiten weit über der Lichtgeschwindigkeit ermöglichen könnte.

Teleportation bleibt eine Zukunftsmelodie – vorerst

Beamen ist möglich, in der Theorie und im experimentellen Umfeld. Bis wir allerdings einzelne Atome, Moleküle und ganze Menschen teleportieren können, dürften noch Jahrzehnte, wenn nicht Jahrhunderte vergehen. Ob wir am Ende tatsächlich in reine Daten umgewandelt und gebeamt werden, erleben wir also möglicherweise gar nicht mehr. Zeitreisen wiederum sollen im Gegensatz zur Teleportation schon jetzt möglich sein – dank einer neuartigen Zeitmaschine.

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