Entrelazamiento cuántico en la Estación Espacial Internacional

 La Estación Espacial Internacional. (Foto: NASA)

 La Estación Espacial Internacional (ISS) se podría usar para un importante experimento de entrelazamiento cuántico, un extraño fenómeno de la física cuántica que fue calificado por Albert Einstein como una "acción fantasmal a distancia". Hasta ahora, los experimentos que examinan este aspecto peculiar de la física se han limitado a distancias relativamente pequeñas en la Tierra.

En un nuevo estudio, unos investigadores han propuesto la utilización de la Estación Espacial Internacional para poner a prueba los límites de esta "acción fantasmal" y, potencialmente, ayudar a desarrollar la primera red global de comunicación cuántica.

Sus planes incluyen lo que se conoce como Experimento Bell, para poner a prueba la contradicción teórica entre las predicciones de la mecánica cuántica y las de la física clásica, y un experimento de distribución de claves cuánticas que utilizará a la ISS como repetidor para enviar una clave de codificación secreta a través de distancias mucho más grandes que las que ya se han logrado con fibra óptica en la Tierra.

 
El módulo Cupola, en la imagen izquierda, posee una ventana, en la imagen central, con la orientación adecuada. El receptor óptico se podría instalar en el dispositivo mostrado en la imagen derecha. (Imágenes izquierda y central: NASA/JPL-Caltech. Imagen derecha: ESA/Cosine)

Los cálculos del equipo de Rupert Ursin, de la Academia de Ciencias de Austria, muestran que los principales objetivos experimentales podrían alcanzarse con sólo unos pocos pases de la ISS sobre la estación de tierra, teniendo cada experimento una duración de menos de 70 segundos por cada sobrevuelo.

El único equipamiento necesario a bordo de la ISS sería un módulo de detección de fotones, que podría ser enviado a la ISS y conectado a instrumental ya existente.

Para el experimento Bell, se genera en la superficie terrestre un par de fotones entrelazados cuánticamente. Uno de estos fotones se envía desde la base de tierra a la ISS, mientras que el otro se puede medir de manera local en la superficie terrestre para su posterior comparación. 

El pase orbital de la ISS a través de una estación de tierra óptico podría ser utilizado para la comunicación cuántica desde el interior del Módulo de Cúpula, siempre y cuando la OGS no es más de 36 ° de la dirección nadir.

Los fotones entrelazados cuánticamente tienen una íntima conexión entre sí, incluso cuando se les separa a grandes distancias. Esta conexión desafía las leyes de la física clásica. Una medición en uno de los fotones entrelazados del par determinará el resultado de la misma medición en el segundo fotón, sin importar lo alejados que estén.

Según la física cuántica, el entrelazamiento es independiente de la distancia. En el experimento, se pondrá a prueba esta afirmación con una distancia muy grande.

Los experimentos como éste también permitirán poner a prueba los potenciales efectos que la gravedad pueda tener sobre el entrelazamiento cuántico.


Fuentes : iopscience