Kupola ISS so svojimi 180 stupňovými pohľadmi na Zem a vesmír je ideálnym miestom na fotografovanie. Rakúski vedci však chcú využiť jedinečnú a panoramatickú platformu na testovanie limitov „strašidelnej akcie na diaľku“ v nádeji na vytvorenie novej kvantovej komunikačnej siete.
V novej štúdii uverejnenej 9. apríla 2012 v Novom denníku fyziky skupina rakúskych vedcov navrhuje vybavenie fotoaparátu, ktorý je už na palube ISS - kamery Nikon 400 mm NightPOD - optickým prijímačom, ktorý by bol kľúčom k vykonávaniu vôbec prvý experiment s kvantovou optikou vo vesmíre. Kamera NightPOD smeruje k zemi v kupole a môže sledovať pozemné ciele až 70 sekúnd, čo umožňuje vedcom odraziť tajný šifrovací kľúč na dlhšie vzdialenosti, ako je v súčasnosti možné v sieťach optických vlákien na Zemi.
„Počas niekoľkých mesiacov v roku prechádza ISS päť až šesťkrát za sebou v správnej orientácii, aby sme mohli robiť naše experimenty. Predpokladáme spustenie experimentu na celý týždeň, a preto máme k dispozícii viac ako dostatok odkazov na ISS, “uviedol spoluautor štúdie profesor Rupert Ursin z Rakúskej akadémie vied.
Albert Einstein prvýkrát razil frázu „strašidelná akcia na diaľku“ počas svojich filozofických bojov s Neilsom Bohrom v 30. rokoch, aby vysvetlil svoju frustráciu z nedostatkov novej teórie nazývanej kvantová mechanika. Kvantová mechanika vysvetľuje pôsobenie na najmenších mierkach v oblasti atómov a elementárnych častíc. Zatiaľ čo klasická fyzika vysvetľuje pohyb, hmotu a energiu na úrovni, ktorú vidíme, vedci z 19. storočia pozorovali javy v makro aj mikro svete, ktoré nebolo možné ľahko vysvetliť pomocou klasickej fyziky.
Najmä Einstein bol nespokojný s myšlienkou zapletenia. Zapletenie nastáva, keď sú dve častice tak hlboko spojené, že zdieľajú rovnakú existenciu; čo znamená, že zdieľajú rovnaké matematické vzťahy polohy, rotácie, hybnosti a polarizácie. To by sa mohlo stať, keď sa dve častice vytvoria v rovnakom bode a v rovnakom okamihu v časopriestore. V priebehu času, keď sa tieto dve častice vo vesmíre značne oddeľujú, a to aj svetelnými rokmi, kvantová mechanika naznačuje, že meranie jedného z nich by malo okamžitý dopad na druhý. Einstein rýchlo poukázal na to, že to porušilo univerzálny rýchlostný limit stanovený špeciálnou relativitou. Bol to tento paradox, o ktorom sa Einstein hovoril ako o strašidelnom konaní.
Fyzik CERN John Bell toto záhadu čiastočne vyriešil v roku 1964 tým, že prišiel s myšlienkou nie lokálnych javov. Zatiaľ čo zapletenie umožňuje, aby bola jedna častica okamžite ovplyvnená presným náprotivkom, tok klasických informácií nejde rýchlejšie ako svetlo.
Experiment ISS navrhuje použitie „Bellovho experimentu“ na testovanie teoretického rozporu medzi predikciami v kvantovej a klasickej fyzike. Pri experimente s Bellom by sa na zemi vytvorilo pár zapletených fotónov; jeden by bol poslaný zo pozemnej stanice do modifikovanej kamery na palube ISS, zatiaľ čo druhý by sa meral lokálne na zemi pre neskoršie porovnanie. Vedci doposiaľ poslali tajný kľúč do prijímačov vzdialených iba niekoľko stoviek kilometrov.
„Podľa kvantovej fyziky je zapletenie nezávislé na vzdialenosti. Náš navrhovaný experiment typu Bell ukáže, že častice sú zapletené na veľké vzdialenosti - okolo 500 km - prvýkrát v experimente, “hovorí Ursin. „Naše experimenty nám tiež umožnia testovať potenciálne účinky, ktoré môže mať gravitácia na kvantové zapletenie.“
Vedci poukazujú na to, že drobná zmena kamery už na palube ISS ušetrí čas a peniaze potrebné na vybudovanie série satelitov na testovanie nápadov vedcov.
