Sean Hodgman vpravo. Kredit: ANU.

Kvantová mechanika je sympatická magie. Obvykle ji ale děláme s fotony, což jsou přece jenom poněkud nehmotné a v mnoha ohledech dost divné „částice.“ Kvantoví fyzici Australian National University (ANU) nedávno předvedli, jak pěkně kvantová mechanika funguje i pro hmotné objekty.

ANU, Research School of Physics. Kredit: ANU.

Sean Hodgman a jeho kolegové experimentovali s metastabilním heliem-4 (⁴He*), což jsou atomy helia-4 excitované do vyššího energetického stavu, z něhož se ale nemůže jen tak vrátit zpět vyzářením fotonu. Badatelé navzájem sráželi Bose-Einsteinovy kondenzáty těchto ultrachladných atomů, při čemž vznikaly dvojice atomů s kvantově provázanou a navzájem opačnou hybností.

Logo. Kredit: ANU.

Jak lze soudit z jejich výpovědí, uhranulo je to. Bylo pro ně fascinující pozorovat kvantová kouzla s hmotnými částicemi. Taky je to ohromující úspěch. Tento typ experimentu se ukázal jako nesmírně náročný. V minulosti se o to fyzici již několikrát pokusili, ale doposud vždy neúspěšně. Teď to vyšlo. Měření prokázala, že jde o silnější Bellovy korelace, než jaké dovoluje kvantová fyzika, což je experimentální prokázání kvantové nelokality.

Podle Hodgmana a spol. je to poprvé, kdy někdo tímto způsobem kvantově provázal atomy. Současně to ale není první případ, kdy entanglement vstupuje do hmotného světa. Na OSLU jsme například v roce 2020 psali o fascinujícím výzkumu, kdy na dánském Niels Bohr Institute kvantově provázali makroskopický mechanický oscilátor s oblakem asi jedné miliardy atomů v magnetickém poli, i když, pravda, entanglement tehdy zprostředkovaly fotony.

Úspěch Hodgmanova týmu každopádně otevírá dveře dalšímu využití atomů v kvantových experimentech. Mohly by přispět k řešení jednoho z nejpalčivějších problémů moderní vědy, který se týká soužití kvantové mechaniky s obecnou relativitou.

Video: Scientists observe atoms existing in two places at once for the first time

Literatura

ANU Reporter 27. 3. 2026.

Nature Communications 17: 2357.