Jēlas universitātes un Oklendas universitātes pētnieki varēja reģistrēt un novērst elektronu kvantu lēcienus trīs līmeņu sistēmā. Eksperimenta rezultāti tika publicēti žurnālā Nature.
“Elektrona kvantu lēcieni ir līdzīgi vulkāna izvirdumam. Tomēr mēs esam iemācījušies izsekot un novērst katastrofu,”sacīja raksta galvenais autors, Jēlas universitātes darbinieks Zlatko Minevs.
Boha atoma modelī, kurš dzimis 1913. gadā, teikts, ka elektroni atrodas ap atoma kodolu noteiktos stacionāros stāvokļos - orbitālēs. Konkrēts elektrons var pāriet no viena stāvokļa uz otru, bet kvantu pāreja notiek uzreiz un mainoties sistēmas enerģijai. Tātad, lecot uz augstāku enerģētiski augstāku orbitālu, enerģija tiek absorbēta, bet uz zemāku - tā tiek izstarota. Ilgu laiku zinātnieki bija pārliecināti, ka kvantu lēcieni atšķiras no pakāpeniskām klasiskām pārejām, ja nav trajektorijas starp diviem stāvokļiem.
Lai labāk izprastu šo parādību, tika ieviests domu eksperiments ar nosaukumu "Šrēdingera kaķis". Noteikts kaķis tiek bloķēts kamerā ar mašīnu, kuru iedarbina radioaktīvā atoma sabrukšana. Atoms var sadalīties vai nesadalīties ar vienādu varbūtību. Tomēr, ja notiek sadalīšanās, ierīce kamerā izmet prūsas skābes tvaikus, kas nogalina kaķi. Līdz brīdim, kad kāds ieskatās lodziņā, kaķis ir stāvokļu “dzīvs” un “miris” superpozīcija (kombinācija). Saskaņā ar šo uzskatu kvantu lēciens ir novērots novērotāja skatījumā.
Astoņdesmitajos gados parādījās kvantu trajektoriju zinātniskā teorija. Pēc viņas teiktā, lēciena laikā sistēmas stāvoklis nepārtraukti attīstās, un vienmēr pirms tā notiek latentais periods, kura laikā to var paredzēt un novērst.
Sistēmas pēdējo hipotētisko īpašību fiziķi izmantoja trīs līmeņu sistēmai ar supravadošu mākslīgo atomu (kbit) ar V formas enerģijas līmeņu struktūru, kas atdzesēta līdz absolūtai nullei (-273 ° C). Elektrona pāreju no zemes stāvokļa uz ierosinātu stāvokli zinātnieki reģistrēja, novērojot pievienotās svārstību ķēdes rezonanses frekvences izmaiņas. Resonanses frekvence strauji samazinājās, kad atoms ielēca palīgvidējā stāvoklī. Pārejas uz satrauktu stāvokli brīdis tika reģistrēts, sasaldējot sistēmas attīstību un izmērot stāvokli, izmantojot tomogrāfiju. Visbeidzot, pāreja tika novērsta, reģistrējot detektējošo fotonu neesamību, kas katru reizi notika pirms kvantu lēciena uz satrauktu stāvokli.
Pētnieki parādīja, ka starplaikos atoma stāvoklis nepārtraukti mainījās: katra pabeigtā lēciena evolūcija bija nepārtraukta, secīga un determinēta. Eksperiments atbilst kvantu trajektoriju teorijas prognozēm.