Istraživači sa Sveučilišta Yale i Sveučilišta u Aucklandu uspjeli su registrirati i spriječiti kvantne skokove elektrona u troslojnom sustavu. Rezultati eksperimenta objavljeni su u časopisu Nature.
"Kvantni skokovi elektrona slični su vulkanskoj erupciji. Međutim, naučili smo pratiti i spriječiti katastrofu ", rekao je glavni autor članka, zaposlenik Sveučilišta Yale Zlatko Minev.
Bohrov model atoma, koji je rođen 1913. godine, kaže da se elektroni nalaze oko atomskog jezgra u određenim stacionarnim stanjima - u orbitama. Specifični elektron može prelaziti iz jednog stanja u drugo, ali kvantni prijelaz događa se odmah i s promjenom energije sustava. Dakle, kada skačete na višu energetski višu orbitu, energija se apsorbira, a na nižu se emitira. Dugo su znanstvenici bili sigurni da se kvantni skokovi razlikuju od postupnih klasičnih prijelaza u nedostatku putanje između dva stanja.
Da bismo bolje razumjeli ovaj fenomen, uveden je misaoni eksperiment, nazvan "Schrödingerova mačka." Određena mačka je zaključana u komori sa strojem koji pokreće raspadom radioaktivnog atoma. Atom se može ili ne mora raspadati s jednakom vjerojatnošću. Međutim, ako se dogodi raspad, uređaj će baciti pare prusinske kiseline u komoru, što će ubiti mačku. Dok netko ne pogleda u okvir, mačka je superpozicija (kombinacija) stanja "živih" i "mrtvih". Prema ovom stajalištu, kvantni skok diskretan je pod nadzorom promatrača.
U 80-ima se pojavila znanstvena teorija kvantnih putanja. Prema njenim riječima, tijekom skoka stanje sustava razvija se kontinuirano i skoku uvijek prethodi latentno razdoblje tijekom kojeg se može predvidjeti i spriječiti.
Posljednje hipotetičko svojstvo sustava fizičari su koristili za troslojni sustav supravodičnog umjetnog atoma (kbit) s strukturom energetskih razina u obliku slova V, ohlađenu na temperaturu apsolutnu nulu (-273 ° C). Prijelaz elektrona iz osnovnog stanja u pobuđeno stanje znanstvenici su zabilježili promjenom rezonantne frekvencije spojenog oscilatornog kruga. Frekvencija rezonancije naglo je pala kad je atom skočio u pomoćno, intermedijarno stanje. Trenutak prijelaza u pobuđeno stanje zabilježen je smrzavanjem evolucije sustava i mjerenjem stanja pomoću tomografije. Napokon, prijelaz je spriječen registriranjem odsutnosti fotona koji otkrivaju svaki put, što je prethodilo kvantnom skoku u pobuđeno stanje.
Istraživači su pokazali da se za srednje vrijeme stanje atoma neprekidno mijenjalo: evolucija svakog dovršenog skoka bila je kontinuirana, uzastopna i deterministička. Eksperiment je u skladu s predviđanjima teorije kvantnih putanja.