Với góc nhìn 180 độ về Trái đất và không gian, cupola ISS là nơi hoàn hảo để chụp ảnh. Nhưng các nhà nghiên cứu người Áo muốn sử dụng nền tảng toàn cảnh và độc đáo để kiểm tra giới hạn của hành động ma quái trên khoảng cách xa với hy vọng tạo ra một mạng lưới truyền thông lượng tử mới.
Trong một nghiên cứu mới được công bố ngày 9 tháng 4 năm 2012 trên Tạp chí Vật lý mới, một nhóm các nhà nghiên cứu người Áo đề xuất trang bị máy ảnh đã có trên ISS - máy ảnh NightPOD 400 mm của Nikon - với một máy thu quang sẽ là chìa khóa để thực hiện thí nghiệm quang học lượng tử đầu tiên trong không gian. Camera NightPOD đối mặt với mặt đất trong cupola và có thể theo dõi các mục tiêu mặt đất tới 70 giây cho phép các nhà nghiên cứu bật một khóa mã hóa bí mật trên khoảng cách xa hơn so với hiện tại với các mạng cáp quang trên Trái đất.
Một vài tháng một năm, ISS vượt qua năm đến sáu lần liên tiếp theo định hướng chính xác để chúng tôi thực hiện các thí nghiệm của mình. Chúng tôi hình dung thiết lập thí nghiệm trong cả tuần và do đó có quá nhiều liên kết đến ISS có sẵn, ông cho biết đồng tác giả của nghiên cứu Giáo sư Rupert Ursin từ Viện Hàn lâm Khoa học Áo.
Đầu tiên Albert Einstein đã đặt ra cụm từ action hành động ma quái ở khoảng cách xa trong các trận chiến triết học của ông với Neils Bohr vào những năm 1930 để giải thích sự thất vọng của ông với những bất cập của lý thuyết mới gọi là cơ học lượng tử. Cơ học lượng tử giải thích các hành động trên quy mô nhỏ nhất trong miền của các nguyên tử và hạt nguyên tố. Trong khi vật lý cổ điển giải thích chuyển động, vật chất và năng lượng ở mức độ chúng ta có thể thấy, các nhà khoa học thế kỷ 19 đã quan sát các hiện tượng trong cả thế giới vĩ mô và vi mô không thể giải thích dễ dàng bằng vật lý cổ điển.
Cụ thể, Einstein không hài lòng với ý tưởng vướng víu. Sự vướng víu xảy ra khi hai hạt được kết nối sâu sắc đến mức chúng có chung sự tồn tại; có nghĩa là chúng có chung các mối quan hệ toán học về vị trí, spin, động lượng và phân cực. Điều này có thể xảy ra khi hai hạt được tạo ra tại cùng một điểm và tức thời trong không thời gian. Theo thời gian, khi hai hạt trở nên tách biệt trong không gian, thậm chí theo năm ánh sáng, cơ học lượng tử cho thấy rằng một phép đo của một hạt sẽ ngay lập tức tác động lên hạt kia. Einstein đã nhanh chóng chỉ ra rằng điều này đã vi phạm giới hạn tốc độ phổ quát được đặt ra bởi thuyết tương đối đặc biệt. Chính nghịch lý này Einstein đã gọi là hành động ma quái.
Nhà vật lý Cern John Bell đã giải quyết một phần bí ẩn này vào năm 1964 bằng cách đưa ra ý tưởng về các hiện tượng phi địa phương. Mặc dù sự vướng víu cho phép một hạt bị ảnh hưởng tức thời bởi đối tác chính xác của nó, luồng thông tin cổ điển không truyền đi nhanh hơn ánh sáng.
Thí nghiệm ISS đề xuất sử dụng thí nghiệm Bell Bell để kiểm tra mâu thuẫn lý thuyết giữa các dự đoán trong vật lý lượng tử và cổ điển. Đối với thí nghiệm Bell, một cặp photon vướng víu sẽ được tạo ra trên mặt đất; một cái sẽ được gửi từ trạm mặt đất đến máy ảnh được sửa đổi trên tàu ISS, trong khi cái còn lại sẽ được đo cục bộ trên mặt đất để so sánh sau. Cho đến nay, các nhà nghiên cứu đã gửi một chìa khóa bí mật cho các máy thu chỉ cách nhau vài trăm km.
Càng theo vật lý lượng tử, sự vướng víu không phụ thuộc vào khoảng cách. Thí nghiệm kiểu Bell được đề xuất của chúng tôi sẽ cho thấy các hạt bị vướng víu, trên khoảng cách lớn - khoảng 500 km - lần đầu tiên trong một thí nghiệm, theo ông Ursin. Các thí nghiệm của chúng tôi cũng sẽ cho phép chúng tôi kiểm tra các hiệu ứng tiềm năng mà lực hấp dẫn có thể có đối với sự vướng víu lượng tử.
Các nhà nghiên cứu chỉ ra rằng việc thực hiện thay đổi nhỏ cho máy ảnh đã có trên ISS sẽ tiết kiệm thời gian và tiền bạc cần thiết để chế tạo một loạt các vệ tinh để thử nghiệm ý tưởng của các nhà nghiên cứu.
