Kwantowe spiny po raz pierwszy przesunęły obiekt o rozmiarze centymetra

Edytowane przez: Svitlana Velhush

W laboratorium Okinawskiego Instytutu Nauki i Technologii naukowcy po raz pierwszy sprawili, że kwantowe spiny elektronów w centrach NV diamentu przesunęły obiekt o rozmiarze centymetra. Klasyczną odpowiedź mechaniczną na siłę kwantową zarejestrowano na masie przewyższającej poprzednie rekordy o osiem–dziewięć rzędów wielkości.

Zespół pod kierownictwem profesora Jasona Twamleya z Quantum Machines Unit OIST w Japonii wykorzystał diament z centrami azotowo-wakancyjnymi, zawieszony na pręcie węglowym na płytce grafitowej. Płytkę lewitowano nad matrycą magnesów dzięki efektowi diamagnetycznemu. Zielony laser o mocy 50 miliwatów impulsowo oświetlał diament, polaryzując spiny elektronów w centrach NV i tworząc drobne fluktuacje magnetyczne. Te fluktuacje popychały diament w dół, a interferometr rejestrował przesunięcie płytki grafitowej z dokładnością do pikometrów. Cały zespół ważył około 128 miligramów, a przesunięcie sięgało stu nanometrów.

Eksperyment opublikowano 7 października 2026 roku w czasopiśmie Science Advances. Wyniki potwierdzono w recenzowanym wydaniu i opisują one klasyczną odpowiedź na kwantową siłę spinów, a nie samą superpozycję. Centra NV wybrano ze względu na długi czas koherencji, pozwalający zachować stany kwantowe w temperaturze pokojowej dłużej niż w innych układach.

Wyobraźcie sobie maleńki kompas, którego igła obraca się pod wpływem niewidzialnego pola i popycha cały pociąg: tak spiny elektronów, z których każdy zachowuje się jak miniaturowy magnes, wspólnie przesunęły makroskopowy obiekt. To nie jest zwykłe wzmocnienie sygnału — to bezpośredni przejaw efektu kwantowego w reżimie, w którym grawitacja jest już zauważalna.

Osiągnięcie otwiera drogę do stworzenia makroskopowej superpozycji i bezpośrednich testów grawitacji kwantowej. Na tej samej zasadzie można budować ultraczułe czujniki do poszukiwania ciemnej materii i fal grawitacyjnych. Naukowcy zauważają, że pozostało zwiększyć masę jeszcze o rząd wielkości, aby zbliżyć się do reżimu, w którym efekty kwantowe staną się porównywalne z grawitacyjnymi.

Wyniki opublikowane w Science Advances w październiku 2026 roku pokazują, że granica między światem kwantowym a klasycznym przesunęła się o centymetry.

2 Wyświetlenia

Źródła

  • First observation of quantum spins shifting a centimeter-scale object in the lab

  • For The First Time Ever, Quantum Spins Shift a Centimeter-Scale Object

Komentarze

Czy znalazłeś błąd lub niedokładność?Rozważymy Twoje uwagi tak szybko, jak to możliwe.