Завдяки своєму 180-градусному огляду на Землю та космос, чашка МКС є ідеальним місцем для фотозйомки. Але австрійські дослідники хочуть використовувати унікальну і панорамну платформу для перевірки меж «моторошної дії на відстані», сподіваючись створити нову мережу квантових комунікацій.
У новому дослідженні, опублікованому 9 квітня 2012 року в Новому журналі фізики, група австрійських дослідників пропонує оснастити камеру, яка вже знаходиться на борту МКС - камеру Nikon 400 мм NightPOD - оптичним приймачем, який був би ключовим для виконання перший в історії експеримент з квантовою оптикою в космосі. Камера NightPOD стикається з землею в куполі і може відслідковувати наземні цілі до 70 секунд, що дозволяє дослідникам відскакувати секретний ключ шифрування на більші відстані, ніж це можливо в даний час за допомогою оптичних волокон на Землі.
«Протягом декількох місяців на рік МКС проходить п’ять-шість разів поспіль у правильній орієнтації, щоб ми зробили свої експерименти. Ми передбачаємо встановити експеримент цілий тиждень, і тому маємо більш ніж достатньо посилань на МКС, - сказав співавтор дослідження професор Руперт Урсін з Австрійської академії наук.
Альберт Ейнштейн вперше вигадав фразу «моторошна дія на відстані» під час своїх філософських битв з Нілсом Бор в 1930-х роках, щоб пояснити своє розчарування недоліками нової теорії, званої квантовою механікою. Квантова механіка пояснює дії на найдрібніші шкали в області атомів та елементарних частинок. У той час як класична фізика пояснює рух, матерію та енергію на тому рівні, який ми можемо бачити, вчені 19 століття спостерігали явища як у макро-, так і у мікросвіті, які не можна було легко пояснити, використовуючи класичну фізику.
Зокрема, Ейнштейн був незадоволений ідеєю заплутування. Заплутування відбувається, коли дві частинки настільки глибоко пов'язані між собою, що вони поділяють одне й те саме існування; Це означає, що вони поділяють однакові математичні відносини положення, спіна, імпульсу та поляризації. Це може статися, коли дві частинки створюються в одній точці та миттєво в просторі. З часом, коли дві частинки широко відокремлюються в просторі, навіть у світлі роки, квантова механіка припускає, що вимірювання однієї негайно вплине на іншу. Ейнштейн швидко зазначив, що це порушує універсальний обмеження швидкості, встановлене спеціальною відносністю. Саме цей парадокс Ейнштейн називав моторошним дією.
Фізик ЦЕРН Джон Белл частково розв’язав цю таємницю в 1964 році, придумавши ідею не локальних явищ. Хоча заплутаність дозволяє миттєво впливати на одну частинку з її точним аналогом, потік класичної інформації не рухається швидше, ніж світло.
Експеримент МКС пропонує використовувати «експеримент Белла» для перевірки теоретичної суперечності між прогнозами у квантовій та класичній фізиці. Для експерименту Белла на землі генерується пара заплутаних фотонів; один буде надісланий з наземної станції до модифікованої камери на МКС, а інший буде вимірюватися локально на землі для подальшого порівняння. Поки що дослідники надіслали секретний ключ до приймачів всього за кілька сотень кілометрів.
«Згідно з квантовою фізикою, заплутування не залежить від відстані. Пропонований нами експеримент типу Белла покаже, що частинки заплутуються на великих відстанях - близько 500 км - вперше в експерименті », - каже Урсін. "Наші експерименти також дозволять нам перевірити потенційні наслідки, які може мати гравітація на квантове заплутування".
Дослідники зазначають, що незначна зміна камери, яка вже знаходиться на МКС, заощадить час і гроші, необхідні для створення серії супутників для перевірки ідей дослідників.
