ניסוי מפחיד ב- ISS עשוי לחלוץ על רשת תקשורת קוונטית חדשה

Pin
Send
Share
Send

הנופים של ISS הם המקום המושלם לצילום עם נוף של 180 מעלות לכדור הארץ והחלל. אולם חוקרים אוסטרים רוצים להשתמש בפלטפורמה הייחודית והפנורמית כדי לבדוק את גבולות "הפעולה המפחידה למרחק" בתקווה ליצור רשת תקשורת קוונטית חדשה.

במחקר חדש שפורסם ב- 9 באפריל 2012 בכתב העת החדש לפיזיקה, קבוצה של חוקרים אוסטרים מציעים להצטייד במצלמה שכבר נמצאת על סיפון ה- ISS - מצלמת ה- NightPOD של Nikon 400 מ"מ - עם מקלט אופטי שיהיה המפתח לביצוע המצלמה ניסוי אופטיקה קוונטית ראשונה אי פעם בחלל. מצלמת NightPOD פונה לקרקע בתוך הקופולה ויכולה לעקוב אחר יעדי קרקע עד 70 שניות, ומאפשרת לחוקרים להקפיץ מפתח הצפנה סודי לאורך מרחקים ארוכים יותר ממה שאפשר כיום באמצעות רשתות סיבים אופטיים בכדור הארץ.

"במהלך מספר חודשים בשנה, ISS עוברת חמש עד שש פעמים ברציפות בכיוון הנכון עבורנו לביצוע הניסויים שלנו. אנו רואים שתקבע את הניסוי למשך שבוע שלם ולכן יש לנו מספיק קישורים ל- ISS, "אמר מחבר המחקר של המחקר פרופסור רופרט אורסין מהאקדמיה האוסטרית למדעים.

אלברט איינשטיין טבע לראשונה את הביטוי 'פעולה מפחידה מרחוק' במהלך קרבותיו הפילוסופיים עם נילס בוהר בשנות השלושים של המאה הקודמת, כדי להסביר את תסכולו מפני חסרונות התיאוריה החדשה המכונה מכניקת הקוונטים. מכניקת הקוונטים מסבירה פעולות בקנה המידה הזעיר ביותר בתחום האטומים וחלקיקי היסודות. בעוד שהפיזיקה הקלאסית מסבירה תנועה, חומר ואנרגיה ברמה שאנחנו יכולים לראות, מדענים מהמאה ה- 19 הבחינו בתופעות בעולם המאקרו וגם במיקרו שלא הצליחו להסביר בקלות בעזרת פיזיקה קלאסית.

בפרט איינשטיין לא היה מרוצה מרעיון ההסתבכות. הסתבכות מתרחשת כאשר שני חלקיקים קשורים כל כך עמוק שהם חולקים את אותה קיום; כלומר הם חולקים את אותם מערכות יחסים מתמטיות של מיקום, סיבוב, מומנטום וקיטוב. זה יכול לקרות כאשר שני חלקיקים נוצרים באותה נקודה ומיידית בחלל. עם הזמן, כאשר שני החלקיקים מופרדים באופן נרחב בחלל, אפילו על ידי שנות אור, מכניקת הקוונטים מציעה שמדידה של אחת תשפיע מייד על השנייה. איינשטיין מיהר לציין כי הדבר מפר את מגבלת המהירות האוניברסלית שנקבעה על ידי היחסות המיוחדת. זה היה הפרדוקס הזה שאיינשטיין כינה פעולה מפחידה.

פיזיקאי CERN ג'ון בל פתר חלקית את התעלומה הזו בשנת 1964 בכך שהעלה את הרעיון של תופעות לא מקומיות. בעוד ההסתבכות מאפשרת להיות מושפע באופן מיידי על חלקיק אחד על ידי מקבילו המדויק, זרימת המידע הקלאסי אינה נעה מהר יותר מאור.

ניסוי ISS מציע להשתמש ב"ניסוי בל "כדי לבחון את הסתירה התיאורטית בין תחזיות בפיזיקה קוונטית ופיזיקלית קלאסית. לצורך ניסוי בל, נוצרו על האדמה זוג פוטונים מסתבכים. האחת תישלח מתחנת הקרקע למצלמה שהשתנתה על סיפון ה- ISS, ואילו השנייה תימדד באופן מקומי על הקרקע לצורך השוואה מאוחרת יותר. עד כה שלחו החוקרים מפתח סודי למקלטים במרחק כמה מאות קילומטרים זה מזה.

"על פי פיזיקת הקוונטים, ההסתבכות אינה תלויה במרחק. הניסוי המוצע שלנו מסוג בל יראה שחלקיקים מסתבכים, לאורך מרחקים גדולים - סביב 500 ק"מ - בפעם הראשונה בניסוי, "אומר אורסין. "הניסויים שלנו יאפשרו לנו גם לבדוק את ההשפעות הפוטנציאליות שיש לכבידה על ההסתבכות הקוונטית."

החוקרים ציינו כי ביצוע השינויים המשניים במצלמה שכבר על סיפונה של ה- ISS יחסוך זמן וכסף הדרושים לבניית סדרת לוויינים לבחינת רעיונות החוקרים.

Pin
Send
Share
Send