Jeilio universiteto ir Oklando universiteto tyrėjai sugebėjo užregistruoti ir užkirsti kelią kvantiniams elektronų šuoliams trijų lygių sistemoje. Eksperimento rezultatai buvo paskelbti žurnale „Nature“.
„Kvantiniai elektronų šuoliai yra panašūs į ugnikalnio išsiveržimą. Tačiau mes išmokome sekti ir užkirsti kelią katastrofai “, - sakė pagrindinis straipsnio autorius, Jeilio universiteto darbuotojas Zlatko Minevas.
- „Salik.biz“
Bohro atomo modelis, gimęs 1913 m., Sako, kad elektronai yra aplink atomo branduolį tam tikrose nejudančiose būsenose - orbitose. Specifinis elektronas gali pereiti iš vienos būsenos į kitą, tačiau kvantinis perėjimas įvyksta akimirksniu ir keičiantis sistemos energijai. Taigi, šokinėjant į aukštesnę energetiškai aukštesnę orbitą, energija yra absorbuojama, o į žemesnę - yra išmetama. Ilgą laiką mokslininkai buvo įsitikinę, kad kvantiniai šuoliai skiriasi nuo laipsniškų klasikinių perėjimų, nes nėra trajektorijos tarp dviejų valstybių.
Norint geriau suprasti šį reiškinį, buvo pristatytas minčių eksperimentas, pavadintas „Schrödingerio katė“. Tam tikra katė užrakinta kameroje su mašina, kurią įjungia radioaktyvaus atomo skilimas. Atomas gali ar negali suirti su tokia pačia tikimybe. Tačiau jei dezintegracija įvyks, prietaisas į kamerą išmes prūsų rūgšties garus, kurie katę užmuš. Kol kas nežiūri į dėžę, katė yra supergyvenimas (derinys) iš būsenų „gyvas“ir „negyvas“. Remiantis šiuo požiūriu, kvantinis šuolis yra atskiras stebėtojo žvilgsniu.
Devintajame dešimtmetyje atsirado mokslinė kvantinių trajektorijų teorija. Anot jos, šuolio metu sistemos būklė nuolat vystosi ir prieš šuolį visada eina latentinis laikotarpis, kurio metu jį galima numatyti ir užkirsti kelią.
Paskutinę hipotetinę sistemos savybę fizikai panaudojo trijų lygių superlaidžio dirbtinio atomo (kvbitų) su V formos struktūros energijos lygiais sistemai, atvėsintai iki absoliučios nulio (-273 ° C). Elektrono perėjimą iš žemės į sužadintą būseną mokslininkai užfiksavo stebėdami prijungtos virpesių grandinės rezonansinio dažnio pokyčius. Rezonanso dažnis smarkiai sumažėjo, kai atomas peršoko į pagalbinę, tarpinę būseną. Perėjimo prie sužadintos būsenos momentas buvo užfiksuotas užšaldant sistemos evoliuciją ir išmatuojant būseną tomografijos būdu. Galiausiai perėjimui buvo užkirstas kelias registruojant neaptinkamų fotonų nebuvimą, kas kiekvieną kartą prieš kvantinį šuolį į sužadintą būseną.
Tyrėjai parodė, kad tarpiniais laikotarpiais atomo būsena nuolat keitėsi: kiekvieno pabaigto šuolio evoliucija buvo nenutrūkstama, nuosekli ir determinuota. Eksperimentas atitinka kvantinių trajektorijų teorijos prognozes.