Με θέα στη Γη και το διάστημα 180 μοιρών, ο θόλος του ISS είναι το ιδανικό μέρος για φωτογραφία. Αλλά οι Αυστριακοί ερευνητές θέλουν να χρησιμοποιήσουν τη μοναδική και πανοραμική πλατφόρμα για να δοκιμάσουν τα όρια της «τρομαχτικής δράσης από απόσταση» με την ελπίδα να δημιουργήσουν ένα νέο δίκτυο κβαντικών επικοινωνιών.
Σε μια νέα μελέτη που δημοσιεύθηκε στις 9 Απριλίου 2012 στο New Journal of Physics, μια ομάδα αυστριακών ερευνητών προτείνει να εξοπλίσει την κάμερα που είναι ήδη πάνω στο ISS - τη φωτογραφική μηχανή Nikon 400 mm NightPOD - με έναν οπτικό δέκτη που θα ήταν καθοριστικής σημασίας για την εκτέλεση του πρώτο πείραμα κβαντικής οπτικής στο διάστημα. Η κάμερα NightPOD βλέπει το έδαφος στον τρούλο και μπορεί να παρακολουθεί στόχους εδάφους για έως 70 δευτερόλεπτα επιτρέποντας στους ερευνητές να αναπηδήσουν ένα μυστικό κλειδί κρυπτογράφησης σε μεγαλύτερες αποστάσεις από ό, τι είναι δυνατόν σήμερα με δίκτυα οπτικών ινών στη Γη.
«Κατά τη διάρκεια μερικών μηνών το χρόνο, το ISS περνά πέντε έως έξι φορές στη σειρά με τον σωστό προσανατολισμό για να κάνουμε τα πειράματά μας. Οραματιζόμαστε να δημιουργήσουμε το πείραμα για μια ολόκληρη εβδομάδα και επομένως να έχουμε περισσότερους από αρκετούς συνδέσμους προς το ISS », δήλωσε ο συν-συγγραφέας της μελέτης καθηγητής Rupert Ursin από την Αυστριακή Ακαδημία Επιστημών.
Ο Άλμπερτ Αϊνστάιν επινόησε για πρώτη φορά τη φράση «τρομακτική δράση από απόσταση» κατά τη διάρκεια των φιλοσοφικών του μαχών με τον Neils Bohr τη δεκαετία του 1930 για να εξηγήσει την απογοήτευσή του με τις ανεπάρκειες της νέας θεωρίας που ονομάζεται κβαντική μηχανική. Η κβαντομηχανική εξηγεί τις δράσεις στις μικρότερες κλίμακες στον τομέα των ατόμων και των στοιχειακών σωματιδίων. Ενώ η κλασική φυσική εξηγεί την κίνηση, την ύλη και την ενέργεια στο επίπεδο που μπορούμε να δούμε, οι επιστήμονες του 19ου αιώνα παρατήρησαν φαινόμενα τόσο στον μακρο όσο και στον μικρο κόσμο που δεν μπορούσαν εύκολα να εξηγηθούν χρησιμοποιώντας την κλασική φυσική.
Συγκεκριμένα, ο Αϊνστάιν ήταν δυσαρεστημένος με την ιδέα της εμπλοκής. Δέσμευση συμβαίνει όταν δύο σωματίδια είναι τόσο βαθιά συνδεδεμένα που μοιράζονται την ίδια ύπαρξη. που σημαίνει ότι μοιράζονται τις ίδιες μαθηματικές σχέσεις θέσης, περιστροφής, ορμής και πόλωσης. Αυτό θα μπορούσε να συμβεί όταν δημιουργούνται δύο σωματίδια στο ίδιο σημείο και στιγμιαία σε χωροχρόνο. Με την πάροδο του χρόνου, καθώς τα δύο σωματίδια διαχωρίζονται ευρέως στο διάστημα, ακόμη και από έτη φωτός, η κβαντική μηχανική υποδηλώνει ότι μια μέτρηση του ενός θα επηρεάσει αμέσως το άλλο. Ο Αϊνστάιν επεσήμανε γρήγορα ότι αυτό παραβίαζε το καθολικό όριο ταχύτητας που καθορίστηκε από την ειδική σχετικότητα. Ήταν αυτό το παράδοξο Einstein που αναφέρεται ως τρομακτική δράση.
Ο φυσικός του CERN John Bell έλυσε εν μέρει αυτό το μυστήριο το 1964 με την ιδέα των μη τοπικών φαινομένων. Ενώ η εμπλοκή επιτρέπει σε ένα σωματίδιο να επηρεάζεται στιγμιαία από το ακριβές αντίστοιχό του, η ροή των κλασικών πληροφοριών δεν ταξιδεύει γρηγορότερα από το φως.
Το πείραμα ISS προτείνει τη χρήση ενός «πειράματος Bell» για τη δοκιμή της θεωρητικής αντίφασης μεταξύ των προβλέψεων στην κβαντική και την κλασική φυσική. Για το πείραμα Bell, ένα ζευγάρι εμπλεγμένων φωτονίων θα δημιουργούσε στο έδαφος. Το ένα θα σταλεί από το σταθμό εδάφους στην τροποποιημένη κάμερα πάνω στο ISS, ενώ το άλλο θα μετρηθεί τοπικά στο έδαφος για μελλοντική σύγκριση. Μέχρι στιγμής, οι ερευνητές έστειλαν ένα μυστικό κλειδί στους δέκτες που απέχουν μόλις μερικές εκατοντάδες χιλιόμετρα.
Σύμφωνα με την κβαντική φυσική, η εμπλοκή είναι ανεξάρτητη από την απόσταση. Το προτεινόμενο πείραμα τύπου Bell θα δείξει ότι τα σωματίδια μπλέκονται, σε μεγάλες αποστάσεις - περίπου 500 km - για πρώτη φορά σε ένα πείραμα ", λέει ο Ursin. «Τα πειράματά μας θα μας επιτρέψουν επίσης να ελέγξουμε τις πιθανές επιπτώσεις που μπορεί να έχει η βαρύτητα στην κβαντική εμπλοκή».
Οι ερευνητές επισημαίνουν ότι η πραγματοποίηση της μικρής αλλαγής σε μια κάμερα που βρίσκεται ήδη πάνω στο ISS θα εξοικονομήσει χρόνο και χρήματα που απαιτούνται για τη δημιουργία μιας σειράς δορυφόρων για τη δοκιμή των ιδεών των ερευνητών.
