Raziskovalci z univerze Yale in univerze v Aucklandu so lahko registrirali in preprečili kvantne skoke elektronov v tristopenjskem sistemu. Rezultati poskusa so bili objavljeni v reviji Nature.
»Kvantni skoki elektrona so podobni vulkanski erupciji. Vendar smo se naučili izslediti in preprečiti katastrofo, je dejal vodilni avtor članka, zaposleni na univerzi Yale Zlatko Minev.
Bohrov model atoma, ki se je rodil leta 1913, pravi, da se elektroni nahajajo okoli atomskega jedra v določenih stacionarnih stanjih - v orbitalah. Specifični elektron lahko prehaja iz enega v drugo stanje, vendar se kvantni prehod zgodi takoj in s spremembo energije sistema. Torej, ko skačete na višjo energijsko višjo orbito, se energija absorbira, na nižjo pa se oddaja. Dolgo časa so bili znanstveniki prepričani, da se kvantni skoki razlikujejo od postopnih klasičnih prehodov v odsotnosti poti med dvema državama.
Za boljše razumevanje tega pojava je bil uveden miselni eksperiment, imenovan "Schrödingerjeva mačka." Določena mačka je zaprta v komori s strojem, ki ga sproži razpad radioaktivnega atoma. Atom se lahko ali ne razkroji z enako verjetnostjo. Če pa pride do razpada, bo naprava vrgla hlape prusične kisline v komoro, kar bo ubilo mačko. Dokler nekdo ne pogleda v polje, je mačka superpozicija (kombinacija) stanj "živih" in "mrtvih". Po tem stališču je kvantni preskok pod pogledom opazovalca diskreten.
V osemdesetih letih se je pojavila znanstvena teorija kvantnih trajektorij. Po njenih besedah se med preskokom stanje sistema razvija nenehno, skoku pa vedno sledi latentno obdobje, v katerem ga je mogoče napovedati in preprečiti.
Zadnjo hipotetično lastnost sistema so fiziki uporabili za tristopenjski sistem superprevodnega umetnega atoma (kbit) z V-strukturo energijskih nivojev, ohlajenih na temperaturo absolutno nič (-273 ° C). Prehod elektrona iz osnovnega stanja v vzbujeno stanje so znanstveniki zabeležili tako, da so opazovali spremembo resonančne frekvence povezanega nihajnega vezja. Resonančna frekvenca je močno padla, ko je atom skočil v pomožno, vmesno stanje. Trenutek prehoda v vznemirjeno stanje je bil zabeležen z zamrznitvijo evolucije sistema in merjenjem stanja s pomočjo tomografije. Končno smo prehod preprečili tako, da smo zabeležili odsotnost zaznanih fotonov, ki so vsakič predhodili kvantnemu skoku v vznemirjeno stanje.
Raziskovalci so pokazali, da se je v vmesnem času stanje atoma nenehno spreminjalo: evolucija vsakega zaključenega skoka je bila nepretrgana, zaporedna in determinirana. Eksperiment je skladen s predvidevanji teorije kvantnih usmeritev.