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Computer können vielleicht schon bald direkt über das kosmische Hintergrundfeld online gehen, ohne Kabel oder Sender, und zwar weltweit und absolut hacker-sicher. Ein entscheidender Schritt in der Entwicklung der Quanten-Teleportation lässt diese Science Fiction jetzt zur Realität werden. Wissenschaftlern und Ingenieuren des Institutes für Raum-Energie-Forschung GmbH i.m. Leonard Euler im oberbayerischen Wolfratshausen ist jetzt ein weiterer Schritt in der Entwicklung dieses Verfahrens gelungen, das erstmals 1997 an der Universität Innsbruck umgesetzt wurde. Wireless Quanten-Teleportationen, funktionieren ohne Kabel, über jede Entfernung, sind nicht an das Limit der Lichtgeschwindigkeit gebunden, können nicht abgeschirmt werden und sind physikalisch abhörsicher – im Grunde die reale Umsetzung des Beamens vom legendären Raumschiff Enterprise. Die weitreichenden Perspektiven dieser Technik sollen am 21. Februar 2004 an der TU Berlin der Öffentlichkeit vorgestellt werden.

 
Aus großer Höhe in wolkenlosen Nächten bietet unsere Erde ein beeindruckendes Schauspiel – wie ein gigantischer Christbaum leuchtet das Netz der Lichterketten, die sich aus den Illuminationen der großen Städte zusammenreihen. Bereits auf den ersten Blick kann man erkennen, dass die Hauptknoten dieses Netzes ziemlich gleichmäßig verteilt sind und sich ungefähr im gleichen Abstand voneinander befinden. Um die Hauptknoten, wiederum in fast gleichem Abstand voneinander und ringförmige Strukturen bildend, gruppieren sich kleinere Städte. Die Vermutung liegt nahe, dass diese Verteilung nicht zufällig entstanden sein kann. Warum finden wir heute an einem Ort mit den geografischen Koordinaten 12’27“ östlicher Länge und 41’54“ nördlicher Breite die Weltstadt Rom, warum nicht an einem Ort, der 50 km nordwestlicher oder südöstlicher liegt, obgleich man dort durchaus ähnliche ökologische und geografische Bedingungen vorfindet? Warum sind die Entfernungen (Luftlinie) zwischen vielen Metropolen, z.B. Berlin – Rom, Berlin – Kiew sowie Berlin – Prag, Prag – München, München – Wien fast identisch? Gab es vor Jahrtausenden so etwas wie einen globalen Bebauungsplan?

Der Bebauungsplan des Universums

Nicht nur Städte auf der Erdoberfläche, auch Sterne im Weltraum sind nicht chaotisch verteilt, sondern bilden Galaxien bzw. Sternhaufen, wobei die Entfernungen zwischen benachbarten Galaxien ihrer Größenordnung nach identisch sind. Das trifft auch für die Entfernungen zwischen den Galaxien und ihren Kugelsternhaufen zu. Gab es demnach auch für das Universum einen Bebauungsplan? Ja, den gab es. Und vermutlich ist es derselbe Bebauungsplan, der nicht nur das antike Tempelnetz, sondern das globale geografische Netz der großen, mittleren und kleinen Ballungsräume entstehen ließ, das auf nächtlichen Satellitenfotos zu erkennen ist.
Von den kleinsten bis zu den größten derzeit messbaren bzw. sichtbaren Strukturen erstreckt sich das Universum über 45 Größenordnungen – von den kleinsten Elementarteilchen bis zur Metagalaxis. Materielle Strukturen sind im Universum keineswegs gleichmäßig verteilt. Gewisse Maßstäbe (Größenordnungen) werden von fast allen materiellen Strukturen gemieden, andere Maßstäbe wiederum werden extrem bevorzugt. Das lässt sich auch mathematisch darstellen: Auf einer logarithmischen Geraden wiederholen sich bevorzugte bzw. gemiedene Bereiche in regelmäßigen Abständen. In diesem Zusammenhang spricht man von globaler logarithmischer Skaleninvarianz (engl. global scaling). Das Global-Scaling-Phänomen wurde als Ergebnis umfangreicher Recherchen entdeckt, die in verschiedensten naturwissenschaftlichen Bereichen unter Leitung des Autors an der Akademie der Wissenschaften der UdSSR in den 80er Jahren durchgeführt wurden. Als Ursache des Global-Scaling-Phänomens postulierte der Autor 1982 das Phänomen von stehenden Wellen im physikalischen Vakuum.

Melodie der Schöpfung

Was heißt das genau? Die Global Scaling Theorie geht davon aus, dass Materie selbst im energetisch niedrigsten Zustand (Vakuum) harmonisch schwingt. Das Frequenzspektrum dieser Eigenschwingungen umfasst viele Größenordnungen und ist logarithmisch-hyperbolisch fraktal aufgebaut, wie eine Melodie. Diese „Melodie der Schöpfung“ ist die Ursache der globalen Skaleninvarianz, also der bevorzugten Verteilung bestimmter Phänomene in unserer Welt.
Die Grenzen der attraktiven Abschnitte auf der logarithmischen Geraden der Maßstäbe wiederholen sich regelmäßig im Abstand von drei Einheiten des natürlichen Logarithmus. Dieser Abstand definiert die halbe Wellenlänge einer stehenden Kompressionswelle im Vakuum, die für die oben beschriebene Verteilung der Materie verantwortlich ist. Was genau können wir uns darunter vorstellen?
Diese stehenden Vakuumkompressionswellen verdrängen mit ihren Schwingungsbäuchen Materie, die sich dadurch in den Schwingungsknoten konzentriert bzw. akkumuliert. Dadurch determinieren sie physikalische Maßstäbe und beeinflussen so den Verlauf aller Prozesse im Universum. Der Abstand zwischen den einzelnen Knoten auf der logarithmischen Geraden ist konstant. Er beträgt drei Einheiten des natürlichen Logarithmus (zur Basis e = 2,71828…). Die Verteilung der Oberschwingungsknoten bildet ein Fraktal.
Das hört sich erst einmal kompliziert an, bedeutet aber folgendes: Stehende Vakuumkompressionswellen sind Ursache eines globalen Selektionsprozesses, der im Universum langfristig nur solche materiellen Strukturen überleben lässt, deren Maßstäbe in Knotenbereiche fallen. Auf diese Weise sind alle Strukturen entstanden, die wir kennen.

Die Knoten des Lebens

Kompressions- bzw. Dekompressionsstrukturen im physikalischen Vakuum wiederholen sich in gleichen logarithmischen Abständen, so dass in Abhängigkeit vom Maßstab die Herausbildung komprimierter bzw. dekomprimierter materieller Strukturen begünstigt wird. Was heißt das? Komprimiert bedeutet zusammengepresst, verdichtet, also hohe Dichte oder relativ viel Materie pro Volumen. Dekomprimiert ist das Gegenteil und bedeutet relativ wenig Materie pro Volumen, also eine relative Leere. Beispiele: Atomkerne sind komprimiert, haben also eine sehr hohe Dichte, das Atom als nächstgrößeres System ist jedoch relativ leer, also dekomprimiert. Sterne, z.B. die Sonne, sind komprimiert. Das Sonnensystem jedoch ist relativ leer, also dekomprimiert. Und so wechseln komprimierte und dekomprimierte Strukturen in gleichen Größenverhältnissen: Das Größenverhältnis Atom / Atomkern ist etwa gleich dem Größenverhältnis Sonnensystem / Sonne. Diese Strukturen ziehen sich durch unser gesamtes Universum.
Ein Beispiel: Komprimierte Atomkerne mit einer Dichte im Bereich von 1014 g/cm bilden größere dekomprimierte Atome (Dichte liegt für Metalle zwischen 0,5 und 20 g/cm). Kleine komprimierte Moleküle werden durch dekomprimierte Makromoleküle abgelöst. Komprimierte Zellkerne (und andere Zellorganellen) bilden dekomprimierte Zellen. Komprimierte Organismen bilden dekomprimierte Populationen. Komprimierte Himmelskörper (Monde, Planeten und Sterne) bilden dekomprimierte Planetensysteme wie das Sonnensystem, das zum größten Teil aus Vakuum besteht. Komprimierte Kugelsternhaufen werden im größeren Maßstab von dekomprimierten Galaxien abgelöst, die sich wiederum in komprimierte Galaxienhaufen formieren.

Nachbarn im logarithmischen Raum

Eine der spannendsten und weitreichendsten Schlussfolgerungen aus der Entdeckung des Global Scaling-Phänomens ist folgende: Systeme, die im linearen Raum sehr weit voneinander entfernt sind, können im logarithmischen Raum der Maßstäbe ziemlich nahe beieinander liegen. Unsere Sonne und Alpha Centauri sind im linearen Raum über 4 Lichtjahre voneinander entfernt, im logarithmischen Raum der Maßstäbe sind sie jedoch unmittelbare Nachbarn. Wenn man das einmal begriffen hat, ist es auch nicht mehr allzu schwer, physikalische Bedingungen zu schaffen, die eine Kommunikation im logarithmischen Raum ermöglichen. Zwei Elektronen im gleichen Quantenzustand, die tausende Kilometer voneinander entfernt sind, befinden sich im logarithmischen Raum der Maßstäbe praktisch in einem Punkt. Dieser Sachverhalt erklärt nicht nur eine ganze Reihe quantenmechanischer Phänomene, sondern ist auch die Basis einer völlig neuen Technologie der Telekommunikation, die eine Übertragung ermöglicht, die schneller als mit Lichtgeschwindigkeit funktioniert, da sie im logarithmischen Raum stattfindet und nicht in unserem normalen Raum-Zeit-Gefüge.
Technisch gesehen ermöglicht Global-Scaling die Quantum Teleportation (GSQT), eine Datenübertragung über die Eigenschwingungen des in aller Materie enthaltenen Vakuums, das kosmische Hintergrundfeld. Entgegen den Vorstellungen der klassischen Physik haben die Eigenschwingungen des Vakuums kein thermisches (chaotisches), sondern ein harmonikales Spektrum. Deshalb kann man diese Schwingungen im Vakuumresonanz-Verfahren modulieren und für Quanten-Teleportation nutzen.

20 Jahre Forschung und Entwicklung

Das Vakuumresonanz-Verfahren der Quanten-Teleportation ist das Ergebnis jahrzehntelanger Forschungsarbeit, die 1982 unter Leitung des Autors an der Akademie der Wissenschaften der UdSSR begann. Ähnliche Forschungen werden heute weltweit durchgeführt, z.B. am California Institute of Technology, an der Universität Genf, der Universität Innsbruck und am PEAR Laboratory der Princeton University.
Die Premiere der Global Scaling Communication Technology fand am 27. Oktober 2001 anlässlich der IT Medientage in Bad Tölz statt. Das absolute Highlight des damaligen Standes dieser Technik war eine kurze (ca. 2 Minuten lange) Sprachübertragung nach St. Petersburg – ohne Sender und ohne Elektrosmog, allein durch das „Einloggen“ in das kosmische Hintergrundfeld mit einem speziellen Gerät. Damit begann eine neue Ära der Telekommunikation.
Das Bad Tölzer Experiment wurde zum Ausgangspunkt für eine erfolgreiche zehntägige Testübertragung Australien – Deutschland im Januar 2002. Am Dänischen Institut für Ökologische Technik (DIFØT, 19. März 2002) folgte eine wireless Quantenteleportation Kopenhagen – Erfurt. Im damaligen Verfahren kamen so genannte G-Elemente zum Einsatz, eine Hardware, die auf der Verwendung von Kettensilikaten (Forsterit-Nanokristallen) und spezieller piezoelektrischer Keramiken basierte und die – und das ist eine weitere geniale Erfindung – die Energie für ihren Betrieb selbst erzeugen.

Quanten-Teleportation

Welche Zukunftsaussichten eröffnet dieses neue Paradigma noch? Ein faszinierendes Szenarium aus der Science-Fiction-Literatur ist das „Beamen“: Objekte oder Personen werden von einem Ort zum anderen teleportiert, ohne dass sie transportiert werden, das heißt, ohne dass sie die dazwischen liegende Strecke zurücklegen müssen. Captain Kirk und seine Mannschaft lösen sich auf dem Raumschiff Enterprise in einen flimmernden Dunst auf und materialisieren sich gleichzeitig auf der Oberfläche des zu erforschenden Planeten. Gene Rodenberry verallgemeinerte in seinem Drehbuch einen physikalischen Effekt, den Albert Einstein, Boris Podolski und Nathan Rosen bereits 1935 prognostizierten und der 1997 erstmals an der Universität Innsbruck und an der Universität Rom experimentell nachgewiesen werden konnte. Der nach seinen Entdeckern benannte EPR-Effekt erlaubt das Beamen in der subatomaren Welt.
In aktuellen Experimenten werden Zustände von Photonen teleportiert, deren Wellenlänge im optischen Bereich liegt. Als Übertragungsmedium werden optische Kabel verwendet. Die Reichweite der Teleportation ist durch die Länge des Kabels limitiert. Die Teleportation kann durch Kappen des Kabels unterbrochen werden.
Das Global Scaling-Verfahren der Teleportation geht noch einen Schritt weiter. Hier werden Quanten-Zustände im Radiofrequenzbereich einer Rauschdiode teleportiert. Die Quanten-Teleportation erfolgt drahtlos (wireless). Heute ist die Global-Scaling Technology bereits in der Lage, Standard-Komponenten der PC- oder Laptop-Hardware für den Aufbau einer wireless Teleportation zu nutzen. Dabei wird kein Sender aktiviert. Die Eigenschaften und Möglichkeiten des GS-Verfahrens unterscheiden sich wesentlich von denen herkömmlicher Verfahren der Telekommunikation: Die Übertragung ist mit herkömmlichen Methoden nicht abschirmbar, sie erfolgt praktisch verlustfrei auch unter Wasser, aus Höhlen und Bergwerken, sie ist entfernungsunabhängig und physikalisch abhörsicher (Quantenkryptographie), benötigt kaum Energie und verursacht weder Elektrosmog noch andere „Verschmutzungen“.

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