W laboratorium Instytutu Nauki i Technologii Okinawy (OIST) efekt kwantowy po raz pierwszy bezpośrednio przesunął widoczny dla oka obiekt. Naukowcy sprawili, że centymetrowy diament, zawieszony nad magnesem, poruszał się w górę i w dół pod działaniem siły wytworzonej przez spiny elektronów w jego sieci atomowej.
Eksperyment opiera się na centrach azot-wakancja — defektach w krysztale diamentu, gdzie atom węgla jest zastąpiony atomem azotu i pustką. Centra te utrzymują niesparowane elektrony, których spiny można polaryzować zielonym laserem. Przy impulsowym oświetleniu spiny ustawiają się tak, że ich drobne momenty magnetyczne wytwarzają słabą, lecz mierzalną siłę.
Diament jest zawieszony na pręcie węglowym połączonym z płytką grafitową, która lewituje nad magnesami dzięki diamagnetyzmowi. Gdy laser jest wyłączony, ruch jest minimalny; po włączeniu lasera diament przesuwa się o dziesiątki pikometrów — odległość rejestrowaną przez interferometr z dokładnością do pikometra.
Masa obiektu jest o osiem-dziewięć rzędów wielkości większa niż w poprzednich eksperymentach spinowo-mechanicznych. To pierwszy przypadek, gdy czysto kwantowa siła spinu wywołała klasyczną odpowiedź mechaniczną u przedmiotu poddanego grawitacji.
Wynik otwiera drogę do weryfikacji kwantowej natury grawitacji. Aby zaobserwować makroskopową superpozycję, trzeba lewitować obiekty w próżni i stopniowo zwiększać ich masę, aż efekty grawitacyjne staną się zauważalne.
Już teraz układ pozwala tworzyć ultraprecyzyjne czujniki do poszukiwania ciemnej materii i fal grawitacyjnych. Następny krok to jeszcze jeden rząd wielkości w masie, a wtedy eksperymentatorzy mają nadzieję zbliżyć się do rzeczywistego urzeczywistnienia „kota Schrödingera”.
Tak drobne kwantowe fluktuacje spinów po raz pierwszy dotknęły świata widzialnych rzeczy i wytyczyły most między mechaniką kwantową a ogólną teorią względności.
