مع قبرها 180 درجة للأرض والفضاء ، فإن قبة ISS هي المكان المثالي للتصوير الفوتوغرافي. لكن الباحثين النمساويين يريدون استخدام المنصة الفريدة والبانورامية لاختبار حدود "العمل المخيف عن بعد" أملاً في إنشاء شبكة اتصالات كمية جديدة.
في دراسة جديدة نُشرت في 9 أبريل 2012 في New Journal of Physics ، اقترحت مجموعة من الباحثين النمساويين تجهيز الكاميرا الموجودة بالفعل على متن ISS - كاميرا نيكون 400 مم NightPOD - بجهاز استقبال بصري سيكون مفتاحًا لأداء تجربة البصريات الكمومية الأولى على الإطلاق في الفضاء. تواجه كاميرا NightPOD الأرض في القبة ويمكنها تتبع الأهداف الأرضية لمدة تصل إلى 70 ثانية مما يسمح للباحثين بارتداد مفتاح تشفير سري عبر مسافات أطول مما هو ممكن حاليًا مع شبكات الألياف الضوئية على الأرض.
"خلال بضعة أشهر في السنة ، تمر ISS خمس إلى ست مرات متتالية في الاتجاه الصحيح بالنسبة لنا لإجراء تجاربنا. وقال المؤلف المشارك للدراسة البروفيسور روبرت أورسين من الأكاديمية النمساوية للعلوم: "نتصور إعداد التجربة لمدة أسبوع كامل وبالتالي لدينا أكثر من روابط كافية إلى محطة الفضاء الدولية المتاحة".
صاغ ألبرت أينشتاين لأول مرة عبارة "العمل المخيف عن بعد" خلال معاركه الفلسفية مع نيلز بور في ثلاثينيات القرن الماضي لشرح إحباطه من عدم كفاية النظرية الجديدة التي تسمى ميكانيكا الكم. تشرح ميكانيكا الكم الإجراءات على أصغر المقاييس في مجال الذرات والجسيمات الأولية. بينما تفسر الفيزياء الكلاسيكية الحركة والمادة والطاقة على المستوى الذي يمكننا رؤيته ، لاحظ علماء القرن التاسع عشر ظواهر في كل من العالم الكلي والجزئي لا يمكن تفسيرها بسهولة باستخدام الفيزياء الكلاسيكية.
على وجه الخصوص ، كان آينشتاين غير راضٍ عن فكرة التشابك. يحدث التشابك عندما يكون هناك جسيمان متصلان بعمق لدرجة أنهما يشتركان في نفس الوجود ؛ وهذا يعني أنهم يشتركون في نفس العلاقات الرياضية للموقف والدوران والزخم والاستقطاب. يمكن أن يحدث هذا عندما يتم إنشاء جسيمين في نفس النقطة وفورية في الزمكان. بمرور الوقت ، عندما ينفصل الجسيمان على نطاق واسع في الفضاء ، حتى بسنوات ضوئية ، تقترح ميكانيكا الكم أن قياس أحدهما سيؤثر على الآخر على الفور. سارع آينشتاين إلى الإشارة إلى أن هذا انتهك حدود السرعة العالمية التي حددتها النسبية الخاصة. كانت هذه المفارقة التي يشار إليها آينشتاين بأنها عمل مخيف.
عالج الفيزيائي CERN جون بيل هذا اللغز جزئيًا في عام 1964 من خلال طرح فكرة الظواهر غير المحلية. في حين أن التشابك يسمح بتأثير جسيم واحد على الفور بنظيره الدقيق ، فإن تدفق المعلومات الكلاسيكية لا ينتقل أسرع من الضوء.
تقترح تجربة ISS استخدام "تجربة بيل" لاختبار التناقض النظري بين التنبؤات في الفيزياء الكمومية والكلاسيكية. بالنسبة لتجربة بيل ، سيتم إنشاء زوج من الفوتونات المتشابكة على الأرض ؛ سيتم إرسال إحداها من المحطة الأرضية إلى الكاميرا المعدلة على متن محطة الفضاء الدولية ، بينما سيتم قياس الأخرى محليًا على الأرض للمقارنة لاحقًا. حتى الآن ، أرسل الباحثون مفتاحًا سريًا لأجهزة الاستقبال بفارق بضع مئات من الكيلومترات.
"وفقًا لفيزياء الكم ، فإن التشابك مستقل عن المسافة. تقول تجربتنا المقترحة من نوع Bell أن الجسيمات متشابكة ، على مسافات كبيرة - حوالي 500 كيلومتر - لأول مرة في التجربة ". "ستمكننا تجاربنا أيضًا من اختبار التأثيرات المحتملة للجاذبية على التشابك الكمي."
ويشير الباحثون إلى أن إجراء تعديل طفيف على الكاميرا الموجودة بالفعل على متن محطة الفضاء الدولية سيوفر الوقت والمال اللازمين لبناء سلسلة من الأقمار الصناعية لاختبار أفكار الباحثين.
