Kuantum fiziğinde heyecan verici bir gelişme daha yaşandı. Atom altı parçacıkların temel özelliği olan ve adeta minik bir pusula iğnesi gibi davranan elektron spinlerinin etkisi, şimdiye kadar yalnızca tek tek atomları hareket ettirebiliyordu. Ancak araştırmacılar, bu kuantum kuvvetiyle çok daha büyük bir nesneyi yerinden oynatmayı başardı.
Bilim dünyasının sınırlarını zorlayan bu çalışma, kuantum dünyasının (çok küçük ölçekler) ve klasik dünyanın (etrafımızdaki her şey) kesişim noktasında önemli bir adım olarak görülüyor. Özellikle yerçekimi gibi temel bir kuvvetin, kuantum fiziği teorileriyle her zaman tam olarak uyum sağlamadığı düşünüldüğünde, bu deneyin önemi daha da artıyor.
Bu alanda yapılan araştırmalara göre, kuantum mekaniğinin on nanometreden büyük nesnelerde geçerliliğini test etme yönünde birçok çaba gösterilmiş ancak şimdiye kadar başarılı olunamamıştı. Yeni yapılan deneyde ise, mevcut spin-mekanik deneylerinin ulaştığı en ileri seviyenin yaklaşık sekiz ila dokuz katı daha büyük bir kütleye sahip bir nesne üzerinde klasik bir mekanik tepki gözlemlendi.
Araştırmacılar, bu başarıya ulaşmak için akıllıca tasarlanmış deney yöntemleri kullandı. Santimetre ölçeğindeki nesne, bir manyetik dama tahtasının üzerinde levhalanmış grafit bir plakadan oluşuyordu. Plakanın altından sarkan 3 milimetrelik bir elmas, özel atomik kusurlara, yani 'nitrojen boşluk' (NV) merkezlerine sahipti. Bu kusurlar, elmastaki elektronlara kontrol edilebilir spinler kazandırıyordu. Lazer ışığıyla manipüle edilen bu spinler, başka bir mıknatıs aracılığıyla harekete dönüştürüldü.
Tüm düzeneğin ağırlığı yaklaşık 128 miligramdı ve yaklaşık 100 nanometre, yani insan saçının binde biri kadar bir mesafe ile itildi. Bu mesafe küçük görünse de, kuantum etkisinin klasik bir hareketi tetiklemesi açısından oldukça önemlidir.
NV elmaslarının iyi anlaşıldığı ve kontrol edilmesinin kolay olduğu belirtiliyor. Ayrıca, NV merkezlerinin bilinen en uzun koherans sürelerinden bazılarına sahip olması, oda sıcaklığında diğer sistemlere göre çok daha uzun süre kuantum süperpozisyonunu koruyabilmeleri, gelecekteki araştırmalarda makroskopik süperpozisyonlar veya hareketler elde etmek için bu malzemeleri oldukça çekici kılıyor.
Bilim insanları, yerçekimi gibi devasa etkilerle atom altı kuantum dünyasını uzlaştırmaya çalışırken genellikle küçük ölçekten başlayıp büyütme yolunu tercih ederler. Ancak bu çalışmanın ekibi tam tersi bir yaklaşım izledi: Düzeneğin boyutu gezegen büyüklüğünde olmasa da, kuantum ölçeğinde oldukça büyük bir adımdı.
Araştırmacılar, maglev trenlerini kaldırabilen diamanyetik levitasyonun, elmas içeren santimetre genişliğindeki nesneleri de kaldırabileceğini, bu sayede yerçekiminin etkisinin son derece güçlü olduğu ancak kuantum etkilerinin henüz gözlemlenmediği bir ortam yaratılabileceğini ifade ediyor.
Kuantum araştırmaları genellikle sıradan insanlar için anlaşılması zor ve uzak görünse de, bu tür kilometre taşlarına ulaşmak evrene dair en derin soruları cevaplamamıza yardımcı olacak. Bunlardan biri de yerçekiminin kuantum kurallarına uyup uymadığı sorusu.
Buradaki hareketin klasik bir hareket olduğu ancak bu hareketi tetikleyen şeyin kuantum etkisi olduğu unutulmamalıdır. Araştırmacılar, ilerleyen zamanlarda bu yaklaşımlarının, süperpozisyon gibi, aynı anda birden fazla durumda bulunma halini daha büyük nesnelere uygulayabilmelerine yardımcı olacağını umuyor.
Ekip, küçük bir kuantum etkisinden büyük bir klasik tepki elde ettiklerini belirtiyor. Artık bu tür bir teknolojinin mümkün olup olmadığı sorusu değil, Einstein'ın genel görelilik kuralları çerçevesinde kuantum süperpozisyonunu gerçekleştirmek için deney koşullarını nasıl iyileştirebileceğimiz sorusu önem kazanıyor. Araştırmacılar, ölçeği nanometreden santimetreye taşıdıklarını ve sadece bir mertebe daha ilerleyerek Schrödinger'in kedisini gerçek hayatta gözlemleyebileceklerini düşünüyorlar.
