Fizycy z Wiednia Osiągają Największą Superpozycję Kwantową Obiektu Masywnego

Fizycy z Uniwersytetu Wiedeńskiego, we współpracy z naukowcami z Uniwersytetu Duisburg-Essen, ogłosili osiągnięcie największej zarejestrowanej superpozycji kwantowej obiektu masywnego, co stanowi znaczący krok w eksperymentalnym badaniu mechaniki kwantowej w skali makroskopowej. Badanie, opublikowane 21 stycznia 2026 roku w czasopiśmie Nature, dotyczyło pojedynczych skupisk około 7000 atomów sodu metalicznego, których średnica zbliżała się do 8 nanometrów.

W ramach eksperymentu, te klastry atomowe, o masie przekraczającej 170 000 jednostek masy atomowej, wykazały zachowanie falowe, rozprzestrzeniając się w superpozycji odrębnych trajektorii, które następnie interferowały, tworząc wykrywalny wzór. Osiągnięcie to jest istotne, ponieważ masa tych skupisk atomowych przewyższa masę większości białek, co czyni je ważnym testem dla granic mechaniki kwantowej w większej skali. W kontekście eksperymentu myślowego Kota Schrödingera, sformułowanego przez Erwina Schrödingera w 1935 roku, jest to porównywalne do znaczącego „pogrubienia” hipotetycznego kota, ilustrującego jednoczesne istnienie w stanach życia i śmierci.

Istotność przełomu mierzy się wskaźnikiem „makroskopowości”, który łączy masę obiektu z czasem trwania stanu kwantowego; osiągnięty wynik, wynoszący μ = 15,5, jest o rząd wielkości wyższy niż we wszystkich dotychczasowych eksperymentach. Stan superpozycji utrzymywał się przez około jedną setną sekundy. Proces ten jest przeciwieństwem dekoherencji, czyli utraty kwantowej spójności na skutek interakcji ze środowiskiem, która wymusza kolaps funkcji falowej na określony stan.

Poprzedni rekord w tej dziedzinie ustanowiono w 2023 roku przez Szwajcarski Federalny Instytut Technologiczny w Zurychu (ETH Zurich), który badał kwantową superpozycję lokalizacji w oscylującym krysztale szafirowym, składającym się z dziesięciu biliardów atomów, przez maksymalnie 40 mikrosekund. Zespół z Wiednia, kierowany przez Markusa Arndta i Stefana Gerlicha, obecnie planuje przejście do eksperymentów obejmujących materię biologiczną, co jeszcze niedawno było uznawane za niemożliwe.

Eksperyment Schrödingera, pierwotnie pomyślany jako krytyka kopenhaskiej interpretacji mechaniki kwantowej, pozostaje fundamentalnym narzędziem do badania granicy między światem kwantowym a klasycznym. Jak zauważają analitycy, ta „kwantowa dziwność” stanowi obecnie podstawę dla rozwoju technologii takich jak komputery kwantowe, kryptografia kwantowa i detektory fal grawitacyjnych, przekształcając filozoficzną zagadkę we współczesne innowacje.