В области квантовой физики зафиксирован еще один заметный прорыв, связанный с спином электронов — встроенным магнитным мгновением каждого частного носителя. Ранее сила этих спинов была достаточна лишь для толчка отдельных атому в том же направлении. Теперь же исследователи увидели движение гораздо более крупного объекта, на который воздействуют квантовые силы.

Команда из Института науки и технологии Окинавы (OIST) в Японии опубликовала новое исследование в Science Advances, где описано, как сантиметровый объект может поддаваться квантовым силам — и как это движение, вызванное квантовой эффективностью, фиксируется на макроуровне.

В эксперименте использовали графитовую пластину размером в сантиметр, над которой парит другая магнитами поверхность в форме checkerboard. Под пластиной висела диамантовая крошка диаметром 3 мм с дефектами азотного вакуума (NV‑центрами), которые дают электронам управляемые спины, затем управляемые лазером. Ещё один магнит превращал эти спины в перемещение.

Общий вес конструкции составил около 128 миллиграммов, и движение зафиксировано на уровне около 100 нанометров — примерно тысячная часть человеческой волосинки. По словам авторов, это небольшое смещение, но его достаточно для демонстрации эффекта.

«NV-бродья хорошо понимаются и легко управляются», — отмечает физик Дэхи Kim. «Что ещё важнее, имея NV‑центры, у которых одни из самых длительных коэффициентов когерентности, они могут сохранять квантовую суперпозицию при комнатной температуре дольше, чем другие системы, что делает их особенно привлекательными для последующих экспериментов по созданию макроскопической суперпозиции движений»

С помощью лазера диамант сместился на 100 нанометров. Этот момент иллюстрирует, как квантовый эффект запускает движение крупного объекта, где саму динамику можно считать классической. Исследователи намерены двигаться дальше: задача — привести в квантовые состояния более крупные предметы, например, в состояние суперпозиции, где объект фактически занимает две конфигурации сразу.

«Мы показали большой классический отклик от малого квантового эффекта», — говорит Туэмли. «Сейчас не вопрос в том, существует ли такая технология, а как довести условия эксперимента до квантовой суперпозиции в рамках общей теории относительности Эйнштейна»; «Мы поднимаем планку с нановеличин до сантиметров. Нам остается ещё один порядок величины, и мы можем увидеть Шрёдингерова кота в реальной жизни»

Исследование опубликовано в Science Advances.