في مختبر معهد أوكيناوا للعلوم والتقنية (OIST)، حرّك تأثير كمومي للمرة الأولى جسماً مرئياً بالعين. جعل العلماء ألماسة بحجم سنتيمتر، معلّقة فوق مغناطيس، تتحرك صعوداً وهبوطاً تحت تأثير قوة تولّدت من اللفات المغزلية للإلكترونات في شبكتها الذرية.
تعتمد التجربة على مراكز النيتروجين-الشاغر — وهي عيوب في بلورة الألماسة حيث تُستبدل ذرة كربون بذرة نيتروجين وشاغر. تحتفظ هذه المراكز بإلكترونات غير مزدوجة يمكن استقطاب لفاتها المغزلية بليزر أخضر. وعند الإضاءة النبضية تصطف اللفات المغزلية بحيث تُنشئ عزومها المغناطيسية الضئيلة قوة ضعيفة لكن قابلة للقياس.
الألماسة معلّقة على قضيب كربوني متصل بصفيحة غرافيتية تطفو فوق مغناطيسات بفضل الديامغناطيسية. وعندما يكون الليزر مطفأً تكون الحركة في حدها الأدنى؛ وعند تشغيل الليزر تنزاح الألماسة عشرات البيكومترات — وهي مسافة يسجّلها مقياس تداخل بدقة تبلغ البيكومتر.
كتلة الجسم أكبر بثمانية إلى تسعة مراتب من كتلته في التجارب السابقة التي جمعت بين اللف المغزلي والميكانيكا. وهذه أول مرة تُحدث فيها قوة مغزلية كمومية محضة استجابة ميكانيكية كلاسيكية في جسم خاضع للجاذبية.
تفتح النتيجة الطريق لاختبار الطبيعة الكمومية للجاذبية. ولرصد تراكب ماكروسكوبي، يلزم جعل الأجسام تطفو في الفراغ وزيادة كتلتها تدريجياً حتى تصبح التأثيرات الجاذبية ملحوظة.
وحتى الآن، يتيح الجهاز صنع مستشعرات فائقة الدقة للبحث عن المادة المظلمة والموجات الجاذبية. والخطوة التالية هي زيادة أخرى بمقدار مرتبة كاملة في الكتلة، وعندها يأمل المجرّبون أن يقتربوا من تجسيد حقيقي لـ«قطة شرودنغر».
وهكذا لمست التقلبات الكمومية الضئيلة للفات المغزلية للمرة الأولى عالم الأشياء المرئية، ورسمت جسراً بين ميكانيكا الكم والنظرية النسبية العامة.
