Teorik fizik, kuantum mekaniği ve kütleçekimi dünyasında, Albert Einstein'ın genel görelilik kuramı ile kuantum fiziğini birleştirecek devrim niteliğinde bir deneysel başarıya imza atıldı. Japonya'daki Okinawa Bilim ve Teknoloji Enstitüsü (OIST) Kuantum Makineleri Birimi bilim insanları, atom altı parçacıklar seviyesinde gözlemlenen kuantum kuvvetlerini makro boyuttaki bir cisim üzerinde görünür kıldı. Science Advances dergisinde yayımlanan çalışmada araştırmacılar, diyamanyetik levitasyon (manyetik askılama) ve özel lazer sistemleri kullanarak 1 santimetre genişliğindeki elması kuantum spini yardımıyla yerinden oynattı.

Fizik dünyasında uzun yıllardır atom altı parçacıklar ve birkaç nanometrelik moleküller üzerinde kanıtlanan kuantum etkileri, ilk kez gözle görülebilir boyuttaki 128 miligramlık bir elmas kütlesi üzerinde kanıtlandı.

OIST araştırmacıları Anshuman Nayak ve Prof. Jason Twamley liderliğindeki ekip, elmasın atomik yapısındaki "azot-boşluk" (NV) kusurlarını kontrol edilebilir mikroskobik mıknatıslara dönüştürdü. Lazer ve mikrodalga dalgalarıyla tetiklenen kuantum spin durumları, elmasın manyetik alandaki konumunu 100 nanometre kadar kaydırdı. Bu kütle, önceki kuantum-mekanik deneylerinde kullanılan nesnelerden 100 milyon kat daha büyük bir büyüklüğü temsil ediyor.

Klasik fizik kurallarının geçerli olduğu makro dünyada kütleçekimi baskınken, atom altı seviyede kuantum fiziği kuralları işliyor. Fizikçilerin yüzyıldır birleştiremediği bu iki temel teori, dev elmas deneyi sayesinde aynı platformda buluştu.

Kuantum etkilerinin çevre gürültüsü, ısı ve titreşim nedeniyle makro cisimlerde hemen çöktüğünü belirten uzmanlar, elması vakum ortamında havada tutarak çevresel parazitleri tamamen sıfırladı.

Çalışmanın liderlerinden Profesör Jason Twamley, elde edilen sonuçların teorik fizikte yeni bir çağ başlattığını vurguladı.

Twamley, "Geliştirdiğimiz teknikle kuantum kuvvetine karşı makro boyuttaki ilk mekanik yanıtı kaydettik. Artık böyle bir teknolojinin mümkün olup olmadığını değil, koşulları nasıl biraz daha iyileştireceğimizi tartışıyoruz. Çıtayı nanometrelerden santimetrelere çıkardık. Sadece bir kademe daha ilerlediğimizde, Schrödinger'in kedisi olarak bilinen aynı anda hem ölü hem canlı olma süperpozisyon durumunu gerçek hayatta gözlemleyebileceğiz," ifadelerini kullandı. Bilim insanları, bu yöntemle geliştirilecek ultra hassas kuantum sensörlerinin gelecekte uzay araştırmalarında ve kütleçekimsel dalga tespitlerinde kullanılacağını duyurdu.