Vedci z Yale University a University of Auckland boli schopní zaregistrovať sa a zabrániť kvantovým skokom elektrónov v trojúrovňovom systéme. Výsledky experimentu boli uverejnené v časopise Nature.
„Kvantové skoky elektrónu sú podobné sopečnej erupcii. Naučili sme sa však sledovať a predchádzať katastrofe, “uviedol hlavný autor článku, zamestnanec univerzity Yale Zlatko Minev.
Bohr model atómu, ktorý sa narodil v roku 1913, hovorí, že elektróny sú umiestnené okolo atómového jadra v určitých stacionárnych štátoch - na orbitaloch. Špecifický elektrón môže prechádzať z jedného stavu do druhého, ale kvantový prechod nastane okamžite a so zmenou energie systému. Keď teda skočí na energeticky vyšší orbitál, energia je absorbovaná a na nižšiu je emitovaná. Vedci boli dlho presvedčení, že kvantové skoky sa líšia od postupných klasických prechodov pri absencii trajektórie medzi dvoma štátmi.
Na lepšie pochopenie tohto fenoménu bol zavedený myšlienkový experiment s názvom „Schrödingerova mačka“. Určitá mačka je zamknutá v komore so strojom, ktorý je spustený rozpadom rádioaktívneho atómu. Atóm sa môže alebo nemusí rozpadnúť s rovnakou pravdepodobnosťou. Ak však dôjde k dezintegrácii, zariadenie vyhodí paru kyseliny pruskej do komory, ktorá mačku zabije. Kým sa niekto nepozrie do škatule, mačka je superpozíciou (kombináciou) stavov „živý“a „mŕtvy“. Podľa tohto pohľadu je kvantový skok diskrétny pod pohľadom pozorovateľa.
V osemdesiatych rokoch sa objavila vedecká teória kvantových trajektórií. Podľa nej sa počas skoku stav systému vyvíja nepretržite a skoku vždy predchádza latentné obdobie, počas ktorého sa dá predvídať a zabrániť mu.
Poslednú hypotetickú vlastnosť systému použili fyzici pre trojúrovňový systém supravodivého umelého atómu (qubit) so štruktúrou energetických hladín tvaru V, ochladeného na absolútnu nulu (-273 ° C). Vedci zaznamenali prechod elektrónu zo základného stavu do excitovaného stavu pozorovaním zmeny rezonančnej frekvencie pripojeného oscilačného obvodu. Rezonančná frekvencia prudko klesla, keď atóm skočil do pomocného, prechodného stavu. Okamžik prechodu do vzrušeného stavu bol zaznamenaný zmrazením vývoja systému a zmeraním stavu pomocou tomografie. Nakoniec sa tomuto prechodu zabránilo registráciou neprítomnosti detekčných fotónov, ktoré zakaždým predchádzali kvantovému skoku do excitovaného stavu.
Vedci ukázali, že medzitým sa stav atómu neustále menil: vývoj každého dokončeného skoku bol kontinuálny, sekvenčný a deterministický. Experiment je v súlade s predikciami teórie kvantových trajektórií.