A féreglyukak a nagyközönség számára a könyvekből és filmekből lehetnek ismerősek. Mint azt például Sam Neil karaktere oly emlékezetesen bemutatta az 1997-es Halálhajó (Event Horizon) című filmben: a féreglyuk lényegében egy rövidítés a téridő szövetében. A Sam Neil által alakított tudós a szemléltetéshez fogott egy papírlapot, felrajzolt rá két pontot, ami között a legrövidebb út az egyenes. Akad azonban ennél is rövidebb: ha a papírlapot összehajtjuk, és a két pont egymással fedésbe kerül. Ezen az elven működött a filmben a „gravitációs hajtómű”, ami lényegében mesterséges féreglyukat jelentett, és amivel meg lehet kerülni az univerzum sebességhatárát, tehát a fénysebesség által jelentett korlátot – vagyis azonnali utazást tesz lehetővé az univerzum két pontja közt.

A mesterséges féreglyuk ennek megfelelően a sci-fi területe... Vagy talán mégsem. A Bristoli Egyetem egy kutatója kidolgozott ugyanis egy módszert egy mesterséges féreglyuk kifejlesztésére laboratóriumi körülmények között – mint azt a sajtóközlemény írja: ezzel az áttöréssel meg lehetne alkotni a világ első kísérleti féreglyukát, és meg lehet világítani az univerzum legmélyebb titkait. Mint azt a sajtóközlemény kifejti, a módszer talán meglepő módon a kvantumszámítási technológiára épül, az eljárás lényegét pedig a teleportáció analógiájára elnevezett „ellenportáció” (counterportation) jelenti.

A kutatók egyik jelentősebb feltételezése eddig is az volt, hogy létezik valamilyen érzékelhető, információhordozó, amely megjelenik a kommunikációnk során: például a látószervünket érő fotonok, amikor ezeket a betűket olvassuk éppen – vagy az a több milliárd idegi jel, amelyek ezen tevékenység, tehát az olvasás során megjelennek. Vagyis ezek nem pusztán részecskék vagy hullámok, de kommunikációs szempontból információt is hordoznak. Ez eddig nagyjából érthető, de mi köze mindennek a féreglyukhoz?

Hogy ezt megérthessük, térjünk át a kvantumteleportációra! Ebben az esetben egy kisebb tárgyat leíró összes információ kerül továbbítására, hogy a tárgyat valahol máshol rekonstruálhassuk – eközben az eredeti tárgy eltűnik (ami a tökéletes másolatok tilalma miatt szükséges). Ilyesmire egyébként már létezik szimuláció is – a Google Sycamore processzorán futtatott féreglyuk szimuláció lényegében épp egy ilyen teleportációs kísérlet. Mint azt Hatim Salih, a mostani, a Quantum Science and Technology című lapban publikált tanulmány vezető szerzője elmondja, azonban épp a fentiek alapján érthető meg az ellenportáció lényege: ez az eljárás ugyanis azzal a végeredménnyel jár, mint a teleportáció (tehát a fizikai test átkerülésével A-ból B-be a fizikai test tényleges utazása nélkül), ám minderre anélkül kerül sor, hogy bármiféle érzékelhető, információhordozó mozgása megvalósulna.

Mit jelent ez tehát a gyakorlatban? Azt, hogy egy kisebb tárgy átkerülhet A-ból B-be, de ehhez nem csak magának a tárgynak a tényleges utazása nem szükséges, de az ezt leíró információhordozóknak sem. Nagyon konyhanyelven, de képzeljük el a dolgot a következőképp: a Marsra elküldhetünk egy űrhajót, ami odaszállít egy robotot. Egy másik módszer mondjuk, hogy a Marsra küldünk egy 3D nyomtatót, majd a Földről küldünk rádiójeleket, és az ebben továbbított információ (tökéletesen) leírja a robotot, és a nyomtató ez alapján kinyomtatja azt a Marson. Ez utóbbi tehát (egyfajta) teleportáció. Az ellenportáció során azonban sem űrhajó nem megy a Marsra, sem rádiójelek nem haladnak a vörös bolygó felé, a robot mégis megjelenik a marsi dűnéken. Mindez tehát az átjárható féreglyuk segítségével volt lehetséges – ennek segítségével lehet ugyanis utazni az térben bármiféle a féreglyukon kívül megfigyelhető tényleges utazás nélkül. Mint azt Hatim Salih nyilatkozta:

„Ha az ellenportációt meg akarjuk valósítani, egy teljesen új típusú kvantumszámítógépet kell építenünk: egy cserementeset, ahol a kommunikáló felek közt nem kerül sor a részecskék cseréjére.”

A kutató szerint amíg a legnagyobb kvantumszámítógépek jelentős számítási gyorsulást ígérnek, egy ilyen cserementes számítógépből már a legkisebb is a mai ismereteink szerint lehetetlen feladatok elvégzésére lenne képes azáltal, hogy a teret alapvetően használja fel az idő mellett.

A tanulmány tehát lefektette a terveket a mesterséges féreglyukkal kapcsolatban, de hogyan tovább? Jelenleg az Egyesült Királyság kvantumszakértői (Bristol mellett oxfordi és yorki szakemberek vesznek részt a projektben) dolgoznak azon, hogy a lyukat ténylegesen is megalkossák. Ezen aztán a legkülönbözőbb fizikai elméleteket lehetne tesztelni, így a kvantumgravitációval kapcsolatosakat is. Ilyen szempontból tehát a projekt besimul azok közé, amelyek a legújabb fizikai jelenségeket kutatják – példaként lehet említeni a CERN mellett a gravitációs hullámok érzékelésére meglakott obszervatóriumot, a LIGO-t, ám ezekkel ellentétben a mesterséges féreglyuk nem igényelne jelentősebb költségbefektetést.

Mint azt Hatim Salih még hozzáteszi:

„Reméljük, hogy végül távoli hozzáférést biztosítunk a helyi féregjáratokhoz a fizikusok, a hobbisták és a rajongók számára, hogy feltárják az univerzummal kapcsolatos alapvető kérdéseket, beleértve a magasabb dimenziók létezését is.”

Egy másik kutató, John Rarity, az optikai kommunikációs rendszerek professzora a Bristoli Egyetemen mindezzel kapcsolatban így fogalmazott:

„Az általunk tapasztalt klasszikus világ valójában kvantumobjektumokból épül fel. A most javasolt kísérlet lényege ezen alsó kvantumvilág tanulmányozása, annak bemutatásával, hogy az egymástól teljesen elszigetelt kvantumrészecskék összefügghetnek egymással anélkül, hogy valaha is kölcsönhatásba kerülnének. Ez az összefüggés nagyobb távolságon alkalmazva azt jelenti, hogy lehetséges kvantuminformáció (kvantumbit) szállítása egyik helyről a másikra anélkül, hogy bármiféle részecskének át kellene haladnia a téren – ezáltal pedig megvalósulhatna az átjárható féreglyuk.”

(Kép: Pixabay/Placidplace)