Star Trek - Technik

Beamen

Die enormen Kosten für die optischen Effekte, die Enterprise jede Woche auf einem anderen Planeten landen zu lassen, brachten Robert H. Justman, Koproduzent, bei der Planung der Fernsehserie STAR TREK schlaflose Nächte.
Gene Roddenberry, der Erfinder von STAR TREK, hatte die Lösung: "Der Mensch wird einfach an andere Orte gebeamt!"

Wie läuft ein Beamvorgang ab? Dazu der Chefingenieur der alten Enterprise, Montgomery "Scotty" Scott: Zuerst werden die Zielkoordinaten in das Transportersystem einprogrammiert. Die technischen Daten werden überprüft; dann nehmen die Molekularbild-Scanner das Quantenauflösungsmuster des Transporterobjekts, also des Menschen, auf und leiten es als Echzeit-Abbild weiter. Das Objekt wird in einen subatomar unverbundenen Materiestrom  umgewandelt, der im Musterpuffer kurz festgehalten wird. Dieser Musterpuffer dient zur Sicherheit im Falle einer Fehlfunktion des Systems. Wenn alles nach Plan geht, verläßt dieser Transporterstrahl das Schiff über eine der Transporter-Emitterphalanxen, die den Materiestrom, eingeschlossen in einem ringförmigen Eindämmungsstrahl, zum Zielpunkt des Transports senden.

Soviel aus dem STAR TREK UNIVERSUM, doch was hält die Wissenschaft unserer Zeit vom Beamen? An der Universität Innsbruck im österreichischen Tirol suchen Professor Anton Zeilingen und seine Assistenten nach den Antworten auf die großen Fragen der Quantentheorie. Mit einem Bell-Apparat konnte Zeilinger zeigen, dass Beamen möglich ist:

Der Physiker John Bell hatte Mitte der 60er Jahre das Phänomen der Fernwirkung entdeckt. Er verwendete dazu zwei Teilchen, die einen gemeinsamen Ursprung  haben. Solange diese Teilchen nicht gemessen werden, befinden sie sich nach der Quantentheorie in einem unbestimmten Zustand. Doch wenn eines von ihnen gemessen wird, nimmt es spontan einen bestimmten Zustand ein, woraufhin im gleichen Moment - also ohne Zeitverlust und damit schneller als das Licht - das Zwillingsteilchen den genau entgegengesetzten Zustand einnimmt.

Diesen Effekt machte sich Professor Zeilinger zunutze. Er konnt ersmals in der Praxis ein Teilchen beamen - mit einem komplexen Experimentaufbau, der etwas an Mr. Spocks magischen Kasten erinnert: Aus einem Titan-Saphir-Laser, einem Bell-Apparat und Kristallen, die Lichtquanten, aber immerhin: Ein erster Schritt ist getan.

Bereits jetzt versucht der Franzose Serge Haroche der Ecole Normale Supérieur in Paris, Zeilingers Experiment mit Atomen nachzuvollziehen. Zeilinger gibt sich zuversichtlich: "Auch mit großen Molekülen könnte der Versuch klappen!" Ist das Beamen des ersten Menschen demnächst möglich? Der Innsbrucker Wissenschaftler ist skeptisch: "Die zu übertragende Information würde auf CD-Rom gepreßt einen Würfel mit einer Kantenlänge von 1000 Kilometern füllen."

Könnten da die jüngsten Forschungsergebnisse auf dem Gebiet der DNA-Computer helfen? Im Jahr 1994 zeigte Leonard Adlemann von der Universität Los Angeles, daß mit einem Reagenzglas voller Erbgut-Moleküle schwierige mathematische Aufgaben zu lösen sind. Ein Kubikzentimeter DNA-Suppe könnte bis zu einer Billion Gigabit speichern. Das entspricht einem Vielfachen aller heute auf Festplatten, CD-Roms und Magnetbändern abgelegten digitalen Daten.

Auf eine weitere Grenze beim Beamen stößt man beim Scan-Vorgang - also dem Erkennen der genauen Lage jedes Elementarteilchens im Körper, der transportiert werden soll. Die Heisenbergsche Unschärferelation besagt, daß die Position eines Teilchen auf subatomarer Ebene nicht genau bestimmbar ist. Das war den Erfindern von STAR TREK bekannt, daher erfanden sie kurzerhand den Heisenberg-Kompensator. Angesprochen, wie dieser denn funktionierte, antwortete Michael Okuda, einer der Technik-Designer von STAR TREK, lakonisch: "Sehr gut, danke der Nachfrage!"

Mit der Beamtechnik von Zeilinger wird Information transportiert, doch in STAR TREK spricht man von einem Materiestrahl. Wird also der auf eine Billion Grad Celsius erwärmte Körper von Jean-Luc Picard einfach in seine Bestandteile zerlegt und in Form eines Strahls von Bord der Enterprise geschickt? In den Folgen namens "Kirk:2=? und Riker:2=?" werden die jeweiligen Darsteller, also James Tiberius Kirk der alten Enterprise und der Erste Offizier des neuen Schiffs, William T. Riker, beim Transportvorgang verdoppelt. Aus eins wird zwei - das wäre, wenn überhaupt, nur mit einem Materiestrahl, da beim Versenden von Materie die Anzahl der Atome vor und nach dem Beamen gleich sein muß.

Ist man sich auch in der Welt von STAR TREK noch nicht ganz einig, ob nun die Materie an sich oder nur die Daten übertragen werden - die Transportertechnologie wurde  jedenfalls bei der Serienstaffel STAR TREK - Die nächste Generation so weiterentwickelt, dass sie zum Replizieren von Gegenständen benutzt werden kann.