Con sus vistas de 180 grados de la Tierra y el espacio, la cúpula de la EEI es el lugar perfecto para la fotografía. Pero los investigadores austriacos quieren usar la plataforma única y panorámica para probar los límites de la "acción espeluznante a distancia" con la esperanza de crear una nueva red de comunicaciones cuánticas.
En un nuevo estudio publicado el 9 de abril de 2012 en el New Journal of Physics, un grupo de investigadores austriacos propone equipar la cámara que ya está a bordo de la EEI, la cámara Nikon NightPOD de 400 mm, con un receptor óptico que sería clave para realizar el primer experimento de óptica cuántica en el espacio. La cámara NightPOD mira hacia el suelo en la cúpula y puede rastrear objetivos terrestres durante hasta 70 segundos, lo que permite a los investigadores hacer rebotar una clave de cifrado secreta a través de distancias más largas de lo que es posible actualmente con redes de fibra óptica en la Tierra.
“Durante unos meses al año, la EEI pasa de cinco a seis veces seguidas en la orientación correcta para que podamos realizar nuestros experimentos. Prevemos establecer el experimento durante una semana completa y, por lo tanto, tener enlaces más que suficientes disponibles para la EEI ”, dijo el coautor del estudio, el profesor Rupert Ursin, de la Academia de Ciencias de Austria.
Albert Einstein acuñó por primera vez la frase "acción espeluznante a distancia" durante sus batallas filosóficas con Neils Bohr en la década de 1930 para explicar su frustración con las deficiencias de la nueva teoría llamada mecánica cuántica. La mecánica cuántica explica las acciones en las escalas más pequeñas en el dominio de los átomos y las partículas elementales. Mientras que la física clásica explica el movimiento, la materia y la energía en el nivel que podemos ver, los científicos del siglo XIX observaron fenómenos en el mundo macro y micro que no podían explicarse fácilmente usando la física clásica.
En particular, Einstein no estaba satisfecho con la idea del enredo. El enredo ocurre cuando dos partículas están tan profundamente conectadas que comparten la misma existencia; lo que significa que comparten las mismas relaciones matemáticas de posición, giro, impulso y polarización. Esto podría suceder cuando se crean dos partículas en el mismo punto e instantáneo en el espacio-tiempo. Con el tiempo, a medida que las dos partículas se separan ampliamente en el espacio, incluso en años luz, la mecánica cuántica sugiere que una medición de una afectaría inmediatamente a la otra. Einstein se apresuró a señalar que esto violaba el límite de velocidad universal establecido por la relatividad especial. Fue esta paradoja a la que Einstein se refirió como acción espeluznante.
El físico del CERN John Bell resolvió parcialmente este misterio en 1964 con la idea de fenómenos no locales. Si bien el enredo permite que una partícula sea influenciada instantáneamente por su contraparte exacta, el flujo de información clásica no viaja más rápido que la luz.
El experimento ISS propone utilizar un "experimento de Bell" para probar la contradicción teórica entre las predicciones en física cuántica y clásica. Para el experimento de Bell, se generaría un par de fotones enredados en el suelo; uno se enviaría desde la estación terrestre a la cámara modificada a bordo de la EEI, mientras que el otro se mediría localmente en el suelo para una comparación posterior. Hasta ahora, los investigadores enviaron una clave secreta a receptores a solo unos cientos de kilómetros de distancia.
“Según la física cuántica, el enredo es independiente de la distancia. Nuestro experimento tipo Bell propuesto mostrará que las partículas se enredan, a grandes distancias, alrededor de 500 km, por primera vez en un experimento ", dice Ursin. "Nuestros experimentos también nos permitirán probar los posibles efectos que la gravedad puede tener sobre el enredo cuántico".
Los investigadores señalan que hacer una pequeña alteración a una cámara que ya está a bordo de la EEI ahorrará tiempo y dinero necesarios para construir una serie de satélites para probar las ideas de los investigadores.
