Как показали исследователи из Швейцарии, объекты, состоящие из нескольких сотен миллионов атомов, могут проявлять квантово-механическое поведение — без необходимости охлаждения до абсолютного нуля, при комнатной температуре. Им удалось стабилизировать относительно большой объект до такой степени, что он двигался практически исключительно квантово-физическим образом.

В рамках своего эксперимента по левитации ученые смогли устранить гравитационное воздействие на стеклянные сферы, сообщает сайт вуза. При этом нанообъект продолжал слабо и быстро дрожать, как стрелка компаса. Объект совершал около миллиона отклонений в секунду, каждое из которых составляло всего несколько тысячных градуса. Это колебание — фундаментальное квантовое движение, присущее всем объектам. Физики называет его нулевыми флуктуациями.

«Согласно принципам квантовой механики, ни один объект не может оставаться совершенно неподвижным, — пояснил Лоренцо Дания, первый автор исследования. — Чем больше объект, тем меньше эти нулевые флуктуации и тем сложнее их наблюдать».

До сих пор никому не удавалось обнаружить эти колебания в настолько крупных объектах с такой точностью. Команде швейцарских ученых удалось добиться этого благодаря тому, что они практически полностью исключили все движения, связанные с классической физикой, и затруднили наблюдение квантовых движений.

Анализ результатов эксперимента показал, что за 92% движений кластера отвечали квантовые эффекты, а за 8% — классическая физика. Это свидетельствует о высоком уровне квантовой чистоты. Примечательно, что эти показатели были достигнуты при комнатной температуре, что исключает необходимость дорогостоящего охлаждения до температуры, близкой к абсолютному нулю (-273 °C), стандартного требования для большинства квантовых исследований.

По словам исследователей, возможность управления на квантовом уровне не отдельными атомами, а более крупными системами может произвести революцию в таких областях, как навигация и медицинская визуализация. Кроме того, эта технология может быть использована в поисках темной материи.

Несмотря на то, что математические уравнения, легшие в основу квантовой механики, появились около сотни лет назад, ученые до сих пор не могут сойтись во мнении, как правильнее описать физическую реальность, стоящую за этими формулами. Крупнейший опрос, проведенный журналом Nature, подтвердил раскол в лагере физиков.