Im Labor des Okinawa Institute of Science and Technology haben Wissenschaftler erstmals Quantenspins von Elektronen in NV-Zentren von Diamant dazu gebracht, ein Objekt von der Größe eines Zentimeters zu bewegen. Die klassische mechanische Antwort auf eine Quantenkraft wurde an einer Masse nachgewiesen, die die bisherigen Rekorde um acht bis neun Größenordnungen übertrifft.
Das Team unter der Leitung von Professor Jason Twamley von der Quantum Machines Unit des OIST in Japan verwendete einen Diamanten mit Stickstoff-Fehlstellen-Zentren, der an einem Kohlenstoffstab an einer Graphitplatte aufgehängt war. Die Platte wurde über einem Array von Magneten durch den diamagnetischen Effekt zum Schweben gebracht. Ein grüner Laser mit einer Leistung von 50 Milliwatt beleuchtete den Diamanten impulsweise, polarisierte die Elektronenspins in den NV-Zentren und erzeugte winzige magnetische Fluktuationen. Diese Fluktuationen drückten den Diamanten nach unten, und ein Interferometer registrierte die Verschiebung der Graphitplatte mit einer Genauigkeit bis zu Pikometern. Das gesamte Ensemble wog etwa 128 Milligramm, und die Verschiebung erreichte einhundert Nanometer.
Das Experiment wurde am 7 Oktober 2026 in der Zeitschrift Science Advances veröffentlicht. Die Ergebnisse wurden in der begutachteten Publikation bestätigt und beschreiben die klassische Antwort auf die Quantenkraft der Spins, nicht die Superposition selbst. Die NV-Zentren wurden wegen ihrer langen Kohärenzzeit gewählt, die es ermöglicht, Quantenzustände bei Raumtemperatur länger zu erhalten als in anderen Systemen.
Man stelle sich einen winzigen Kompass vor, dessen Nadel sich unter der Wirkung eines unsichtbaren Feldes dreht und einen ganzen Zug anstößt: So haben Elektronenspins, von denen jeder sich wie ein Miniaturmagnet verhält, gemeinsam ein makroskopisches Objekt verschoben. Das ist nicht bloß eine Signalverstärkung – es ist die unmittelbare Manifestation eines Quanteneffekts in einem Bereich, in dem die Gravitation bereits spürbar ist.
Diese Errungenschaft ebnet den Weg zur Erzeugung einer makroskopischen Superposition und zu direkten Tests der Quantengravitation. Nach demselben Prinzip lassen sich hochempfindliche Sensoren für die Suche nach dunkler Materie und Gravitationswellen bauen. Die Wissenschaftler merken an, dass die Masse noch um eine Größenordnung erhöht werden muss, um sich einem Bereich zu nähern, in dem die Quanteneffekte mit den Gravitationseffekten vergleichbar werden.
Die im Oktober 2026 in Science Advances veröffentlichten Ergebnisse zeigen, dass sich die Grenze zwischen der Quantenwelt und der klassischen Welt um Zentimeter verschoben hat.
