Kopule ISS se 180 ° výhledem na Zemi a vesmír je ideálním místem pro fotografování. Rakouští vědci však chtějí využít jedinečnou a panoramatickou platformu k testování limitů „strašidelné akce na dálku“ v naději, že vytvoří novou kvantovou komunikační síť.
V nové studii zveřejněné 9. dubna 2012 v New Journal of Physics navrhuje skupina rakouských vědců vybavení fotoaparátu, který je již na palubě ISS - kamery Nikon 400 mm NightPOD - optickým přijímačem, který by byl klíčem k provedení vůbec první experiment kvantové optiky ve vesmíru. Kamera NightPOD směřuje k zemi v kupole a může sledovat pozemní cíle po dobu až 70 sekund, což umožňuje vědcům odrazit tajný šifrovací klíč na delší vzdálenosti, než je v současnosti možné u sítí s optickými vlákny na Zemi.
„Během několika měsíců v roce prochází ISS pětkrát až šestkrát za sebou ve správné orientaci, abychom mohli provádět naše experimenty. Předpokládáme zahájení experimentu na celý týden, a proto máme k dispozici více než dostatek odkazů na ISS, “uvedl spoluautor studie profesor Rupert Ursin z Rakouské akademie věd.
Albert Einstein poprvé vytvořil frázi „strašidelná akce na dálku“ během svých filozofických bitev s Neilsem Bohrem ve 30. letech, aby vysvětlil svou frustrace z nedostatků nové teorie zvané kvantová mechanika. Kvantová mechanika vysvětluje působení na nejmenších měřítcích v oblasti atomů a elementárních částic. Zatímco klasická fyzika vysvětluje pohyb, hmotu a energii na úrovni, kterou vidíme, vědci z 19. století pozorovali jevy v makro i mikrosvětě, které nelze snadno vysvětlit pomocí klasické fyziky.
Zejména byl Einstein nespokojen s myšlenkou zapletení. Zapletení nastává, když jsou dvě částice tak hluboce spojené, že sdílejí stejnou existenci; což znamená, že sdílejí stejné matematické vztahy pozice, rotace, hybnosti a polarizace. To by se mohlo stát, když jsou dvě částice vytvořeny ve stejném bodě a okamžitě za časoprostorem. Postupem času, kdy se tyto dvě částice v prostoru značně oddělily, a to i světelnými roky, kvantová mechanika naznačuje, že měření jedné by okamžitě ovlivnilo druhou. Einstein rychle poukázal na to, že to porušilo univerzální rychlostní limit stanovený speciální relativitou. Byl to tento paradox, o kterém Einstein hovořil jako o strašidelné akci.
Fyzik CERN John Bell toto tajemství částečně vyřešil v roce 1964 tím, že přišel s myšlenkou na lokální jevy. Zatímco zapletení umožňuje, aby jedna částice byla okamžitě ovlivněna přesným protějškem, tok klasické informace nejezdí rychleji než světlo.
Experiment ISS navrhuje použít „Bellův experiment“ k testování teoretického rozporu mezi predikcemi v kvantové a klasické fyzice. Pro Bellův experiment by se na zemi vytvořil pár zapletených fotonů; jeden by byl poslán z pozemní stanice do modifikované kamery na palubě ISS, zatímco druhý by byl měřen lokálně na zemi pro pozdější srovnání. Dosud vědci poslali tajný klíč k přijímačům vzdáleným jen několik set kilometrů.
"Podle kvantové fyziky je zapletení nezávislé na vzdálenosti." Náš navrhovaný experiment typu Bell ukáže, že částice jsou zapleteny na velké vzdálenosti - kolem 500 km - poprvé v experimentu, “říká Ursin. "Naše experimenty nám také umožní vyzkoušet potenciální účinky, které může mít gravitace na kvantové zapletení."
Vědci poukazují na to, že drobná změna kamery, která je již na palubě ISS, ušetří čas a peníze potřebné k vybudování řady satelitů k testování nápadů vědců.
