سجّل فيزيائيون من مختبر لورنس الوطني في بيركلي وجامعة كاليفورنيا أضعف قوة جرى قياسها على الإطلاق — لا تتجاوز 42 يوكتونيوتن. وهذا يعادل تأثيرًا أضعف بمليارات المرات من وزن ذرة غبار. وقد قرّب التجربة العلماء من حاجز الدقة الجوهري المعروف بالحد الكمومي القياسي.
استند القياس إلى مذبذب ميكانيكي مكوّن من 1200 ذرة روبيديوم، مُبرَّدة إلى ما يقارب الصفر المطلق. وقد احتُجزت سحابة الذرات في مصيدة ضوئية من حزم ليزرية. وطُبِّقت القوة الخارجية عبر تعديل أحد الليزرات، بينما سُجِّل الاستجابة بمجسّ. وقد أتاح هذا التصميم عزل المنظومة عن الضجيج الخارجي وتقليل التأثير الرجعي للقياس على المذبذب نفسه إلى الحد الأدنى.
ينشأ الحد الكمومي القياسي من مبدأ عدم اليقين لهايزنبرغ: فالقياس نفسه يخلّ بالجسم حتمًا. وفي الأجهزة العادية يولّد ذلك «تأثيرًا تذبذبيًا رجعيًا» يحجب الإشارات الضعيفة. وقد تجاوز الفريق الكاليفورني جزءًا من هذا الحاجز باستخدام 1200 ذرات فقط وعزل ليزري، ما منح حساسية أعلى بأربع مرات من الأرقام القياسية السابقة.
يفتح هذا الإنجاز الطريق إلى كشف أدقّ للموجات الثقالية — تلك «التذبذبات» في الزمكان التي تنبأ بها أينشتاين. ولا تستطيع مقاييس التداخل الحديثة حتى الآن رصد أضعف الإشارات الآتية من الكون المبكر بثقة. وقد تغيّر هذه الحساسية الجديدة الوضع.
ويشير المؤلفون إلى أن مواصلة تحسين الكاشف الضوئي ستتيح الاقتراب أكثر من الحد النظري. وقد تنبأ المنظّرون بإمكان هذا القياس في عام 1980، لكن التجربة الفعلية تطلّبت ثلاثين عامًا إضافية.
نُشر العمل في مجلة Science، ويُظهر أن القيود الكمومية ليست مطلقة — إذ يمكن تجاوزها بحلول هندسية بارعة.
