חוקרים שלטו בהצלחה במספר מתנדים מכניים ברמה הקוונטית בפעם הראשונה, יכולת חיונית ליצירת מערכות קוונטיות חזקות יותר.
מתנדים מכניים הופכים אנרגיה לתנודה תקופתית. הם בלב כל שעוני הקוורץ, למשל. בתחום הקוונטי, מתנדים מקרוסקופיים יכולים לאפשר חיישנים רגישים במיוחד ורכיבים.
אבל קולקטיביהתנהגות, שבה מתנדים רבים פועלים כאחד, היא מאתגרת להשגה כי לשם כך נדרשות יחידות כמעט מושלמות (זהות).
כעת, החוקרים הצליחו סוף סוף: הם הכינו בהצלחה 6 מתנדים מכניים במצב קולקטיבי, צפו בהתנהגות הקוונטית שלהם ומדדו תופעות שצצות רק כאשר מתנדים פועלים כקבוצה.
"הדבר מתאפשר על ידי אי הסדר הנמוך ביותר בין התדרים המכניים בפלטפורמת מוליכות-על, המגיע לרמות נמוכות של 0.1%", אומר מהדי צ'גניזאדה מ-Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne בשוויץ (EPFL), המחבר הראשון של הספרמחקר חדשפורסם בכתב העתמַדָע.
"הדיוק הזה אפשר למתנדים להיכנס למצב קולקטיבי, שבו הם מתנהגים כמערכת מאוחדת ולא כרכיבים עצמאיים."
כדי לראות את ההשפעות הקוונטיות, החוקרים השתמשו בטכניקה הנקראת קירור פס צד כדי להפחית את האנרגיה של מתנדים לקוונטי שלהם.(האנרגיה הנמוכה ביותר האפשרית שמאפשרת מכניקת הקוונטים).
על ידי הברקת אור לייזר המכוון מעט מתחת לתדר הטבעי של המתנד, אנרגיית האור מקיימת אינטראקציה עם המערכת הרוטטת באופן שמפחית ממנה אנרגיה, מפחית רעידות תרמיות ומביא את המתנד לשקט כמעט.
"על ידי הכנת המצב הקולקטיבי במצב הקרקע הקוונטי שלו, צפינו באסימטריה קוונטית של פס צד, שהוא סימן ההיכר של תנועה קולקטיבית קוונטית", אומר מרקו סקיגליוצו, מחבר שותף למחקר גם מ-EPFL.
"בדרך כלל, תנועה קוונטית מוגבלת לעצם בודד, אבל כאן היא השתרעה על כל מערכת המתנדים."