In het laboratorium van het Okinawa Institute of Science and Technology hebben wetenschappers voor het eerst de kwantumspins van elektronen in NV-centra van diamant een object van een centimeter groot doen verschuiven. De klassieke mechanische respons op een kwantumkracht werd vastgesteld op een massa die de eerdere records met acht tot negen orden van grootte overtrof.
Het team onder leiding van professor Jason Twamley van de Quantum Machines Unit OIST in Japan gebruikte een diamant met stikstof-vacaturecentra, opgehangen aan een koolstofstaafje aan een grafietplaat. De plaat zweefde boven een array van magneten dankzij het diamagnetische effect. Een groene laser met een vermogen van 50 milliwatt bescheen de diamant pulserend, waardoor de spins van de elektronen in de NV-centra werden gepolariseerd en er kleine magnetische fluctuaties ontstonden. Deze fluctuaties duwden de diamant naar beneden, en een interferometer registreerde de verplaatsing van de grafietplaat met een nauwkeurigheid tot op picometers. Het hele ensemble woog ongeveer 128 milligram, en de verplaatsing bereikte honderd nanometer.
Het experiment werd op 7 oktober 2026 gepubliceerd in het tijdschrift Science Advances. De resultaten zijn bevestigd in de peer-reviewed publicatie en beschrijven de klassieke respons op de kwantumkracht van de spins, niet de superpositie zelf. NV-centra zijn gekozen vanwege hun lange coherentietijd, waardoor kwantumtoestanden bij kamertemperatuur langer behouden blijven dan in andere systemen.
Stelt u zich een piepklein kompas voor waarvan de naald onder invloed van een onzichtbaar veld draait en een hele trein voortduwt: zo hebben de spins van elektronen, die elk als een miniatuurmagneetje werken, gezamenlijk een macroscopisch object verschoven. Dit is niet zomaar een versterking van een signaal — het is een directe manifestatie van een kwantumeffect in een regime waar de zwaartekracht al merkbaar is.
Deze prestatie opent de weg naar het creëren van een macroscopische superpositie en naar directe tests van kwantumzwaartekracht. Op hetzelfde principe kunnen ultrasensitieve sensoren worden gebouwd voor het opsporen van donkere materie en zwaartekrachtgolven. De wetenschappers merken op dat de massa nog een orde van grootte moet toenemen om het regime te naderen waarin kwantumeffecten vergelijkbaar worden met zwaartekrachteffecten.
De resultaten, gepubliceerd in Science Advances in oktober 2026, tonen aan dat de grens tussen de kwantumwereld en de klassieke wereld centimeters is opgeschoven.
