Fyzika Star Treku Igor Jex FJFI ČVUT v Praze Sci-fi and physics Fyzika Star Treku Igor Jex FJFI ČVUT v Praze

Svět budoucnosti

Star Trek (1966,1973,1987,1993,1995, 2001)

Nový domov

Star Trek historie – jeden obrázek

a další …

Co nás fascinuje Cestování na (skutečně) dlouhé vzdálenosti Manipulace s látkou Manipulace s informací

Communicator Tricoder Universal translator VISOR Co už máme – skutečně! Communicator Tricoder Universal translator VISOR

Co už máme – skutečně? Holodeck Transporter Replicator Cloaking device

Co nemáme – asi nikdy! Warp pohon Cestování zpět v čase Oživování

Typické vzdálenosti I

Typické vzdálenosti II

Typické hustoty Entity ρ (kg/m3) Notes Interstellar medium 10E-20 Assuming 90% H, 10% He; variable T The Earth 5,5-5.3 Mean density The Inner Core of the Earth 13,000 Approx.; as listed in Earth White dwarf star 10E+8 Approx.[11] Neutron star 10E+17 Atomic nuclei 2.3E+17 Does not depend strongly on size of nucleus[12] Black hole 4E+17 Mean density inside the Schwarzschild radius of an Earth-mass black hole (theoretical)

Communicator

Display technology

Display technology

Tricoder The standard tricorder is a general-purpose device used primarily to scout unfamiliar areas, make detailed examination of living things, and record and review technical data. The medical tricorder is used by doctors to help diagnose diseases and collect bodily information about a patient; the key difference between this and a standard tricorder is a detachable hand-held high-resolution scanner stored in a compartment of the tricorder when not in use. The engineering tricorder is fine-tuned for starship engineering purposes. There are also many other lesser-used varieties of special-use tricorders. The word "tricorder" is a portmanteau of "tri-" and "recorder", referring to the device's three default scanning functions: GEO (geological), MET (meteorological), and BIO (biological).

Tricorder

Universal translator

VISOR (Visual Instrument and Sensory Organ Replacement) .

Teleportation

Co potřebujeme z fyziky?

Co potřebujeme z fyziky? Teorie gravitace – klasická i relativistická Mechanika Kvantová mechanika Teorie plazmatu

Zákonitosti pohybu v prostoru Vztah mezi látkou, polem a energií K čemu gravitace? Zákonitosti pohybu v prostoru Vztah mezi látkou, polem a energií

Zákonitosti pohybu raket Pohyb drobných objektů jako kosmonaut K čemu mechanika? Zákonitosti pohybu raket Pohyb drobných objektů jako kosmonaut jaderné a termojaderné palivo, antihmota

Běžný pohyb v prostoru

Novější typy pohonu

Exotický druh pohyb

K čemu kvantová mechanika? Pochopení chování materiálů Popis vlastností vesmírných objektů Využití pro konstrukci nových přístrojů

Fyzika plazmatu

Kvantová mechanika

Kvantová mechanika – vlnová teorie? Erwin Schrödinger

Hmota jako vlnění Fotony Elektrony Neutrony Atomy Molekuly Viry?

Dualita vlna-částice Lajos Jánossy 1950

Částice Málo intenzivní svazek světla (S) na polopropustné zrcadlo (SM). Extrémně citlivé detektory (PM1 a PM2) detekují jednotlivé fotony. Foton je detekován buď detektorem 1 nebo detektorem 2. Nikdy se neobjeví situace, kdy současně detekují oba detektory. Foton je nedělitelný.

Dělič paprsku

Jednotlivé události jsou naprosto náhodné! Náhodnost Domníváme se, že neexistuje fyzikální možnost předpovědět, který z detektorů PM1 nebo PM2 bude foton detekovat. Jednotlivé události jsou naprosto náhodné!

Interference je vlastností vln! Vlny I Slabé světlo (S) prochází polopropustným zrcadlem (SM). Zrcadla M1 a M2 odráží světlo zpět a jsou detekována detektorem (PM). V závislosti na poloze štěrbiny (SL) detekuje detektor málo nebo mnoho fotonů. Interference je vlastností vln!

Experiments and Calculations Relative to Physical Optics," 1803 Vlny II – dvouštěrbina Experiments and Calculations Relative to Physical Optics," 1803

Dvouštěrbina – vznik obrazce Interferenční obrazec se postupně, bod po bodu, objevuje na stínítku. Laser emituje 50 000 000 000 000 000 fotonů za sekundu. Kterou cestu si volí?

Levý otvor

Pravý otvor

Vlevo nebo vpravo? Zablokovaný levý otvor, gaussovský profil bez stopy interference Zablokovaný pravý otvor, gaussovský profil bez stopy interference Jenom, když jsou oba otvory k dispozici, dochází k interferenci

Neutrony jako vlny Interferenční obrazec jednotlivých neutronů po přechodu dvoušterbinou Zeilinger, Gähler, Mampe, Shull, Treimer 1988

Částice?

Vlna?

NE! Je to zábavný svět kvant!

Kvantová mechanika

Kočka a jiná havěť E. Schrödinger, "Die gegenwärtige Situation in der Quantenmechanik", Naturwissenschaften 23: pp.807-812; 823-828; 844-849 (1935).

Provázání

Využití - kvantová komunikace I

Využití – kvantová komunikace Large average displacement, example coherent field is very interesting And if we don‘t measure at each step?

Teleportace

Počítače

Kvantové počítání

Cloaking device

Nemožnosti – věčný život

Shrnutí Svět budoucna je vzrušující Fyzika dává řadu nepříjemných omezení, ale hodně sci-fi je možné Máme vždy nějakou možnost Nemožné je jenom to, o co se nepokusíme Neexistuje jenom to, pro co nemáme dostatek fantazie

Děkuji za pozornost a Dif-tor heh smusma