במעבדה באוקינאווה הצליחו חוקרים לראשונה לגרום לספינים קוונטיים של אלקטרונים להזיז עצם בגודל סנטימטר. יהלום שתלוי מעל לוח גרפיט נע למרחק של מאה ננומטרים — מרחק השווה לאלפית מעובי שערה אנושית. זה אינו תעלול טכני בלבד: הניסוי מראה כיצד כוחות המיקרוקוסמוס יכולים להשפיע על דברים שאנו רגילים לראותם כקלאסיים וככפופים לכבידה.
צוות ממכון אוקינאווה למדע וטכנולוגיה השתמש בפגמים מיוחדים בגביש היהלום — מרכזי חנקן-חסר. פגמים אלה מאפשרים לשלוט בספינים של אלקטרונים בעזרת אור לייזר. לוח הגרפיט ריחף מעל לוח שחמט של מגנטים הודות לדיאמגנטיות, והיהלום שמשקלו כמה מיליגרמים היה תלוי מתחתיו. המסה הכוללת של המערכת — כ-128 מיליגרמים.
כאשר הלייזר האיר את היהלום בפעימות, יצרו ספיני האלקטרונים תנודות מגנטיות זעירות. תנודות אלה הפכו לכוח מכני שדחף את העצם כולו מעלה ומטה. את התנועה תיעדו בעזרת אינטרפרומטר. באוויר הגיע ההיסט למאה ננומטרים, ובוואקום — עד למיקרומטר וחצי. חשוב לציין שהכוח נוצר דווקא מאפקט קוונטי, ולא מחום או מרעידות.
בעבר ניתן היה לצפות בכוחות ספיניים רק באטומים בודדים. כעת גבול התחום בין העולמות הקוונטי והקלאסי נע בשמונה-תשעה סדרי גודל מבחינת מסה. העצם כבר גדול דיו כדי שכבידה תשפיע עליו באופן ניכר — הדבר סולל את הדרך לבדיקה אם הכבידה מצייתת לכללים קוונטיים.
את הניסוי ערכו בטמפרטורת החדר, תוך שימוש בקוהרנטיות ארוכה של ספינים במרכזי NV. החוקרים מדגישים: זהו צעד מן הגדול אל הקטן. בדומה לאופן שבו ריחוף דיאמגנטי מרים רכבות על כרית מגנטית, כאן הוא אפשר לבודד את המערכת מהפרעות חיצוניות ולראות תגובה קוונטית טהורה.
בעתיד עשויה השיטה לסייע ביצירת סופרפוזיציות מאקרוסקופיות — מצבים שבהם עצם נמצא בשני מקומות בעת ובעונה אחת. החוקרים מקווים להתקרב לקנה המידה של "חתול שרדינגר" ולבנות חיישנים מדויקים במיוחד לחיפוש אחר חומר אפל או גלי כבידה. לעת עתה התנועה נותרת קלאסית, אך היא נגרמת מכוח קוונטי.
המחקר פורסם ב-Science Advances. הוא מראה שהגבול בין העולמות אינו בלתי עביר כפי שנדמה היה, וכל סנטימטר חדש מקרב אותנו להבנת מבנה המציאות.
