A kvantum-alagutazás olyan jelenség, amelyben a részecske áthalad egy energiagáton annak ellenére, hogy ehhez nincs energiája. Bár az homályos, hogy hogyan működik pontosan a kvantum-alagutazás, a tudósok felismerték az alkalmazási lehetőségeit. Az a kérdés azonban, hogy mennyi ideig tart egy részecskének átjutni egy akadályon, azóta erősen vitatott érték, hogy először megpróbálták megmérni. A kérdés megválaszolásának nehézsége magában az idő fogalmi meghatározásában és abban rejlik, hogy hogyan vonatkozik ez a kvantum-alagút hatásra.

Egy új kutatás során a torontói egyetemi tudósainak most sikerült demonstrálni a kvantum-alagút hatás idejének megmérését. A kísérletben az „óra” a felhasznált rubídium-atomok spinje  volt - mivel megfordulásuk időtartama ismert mennyiség. Óraként felhasználva, mérhető velük, hogy mekkora spin történik, míg részt vesznek a tesztben, például ha átjutnak egy lézersugáron. Így a tudósoknak csak annyit kellett tenni, hogy rögzítsék az atom aktuális spin állapotát, mielőtt az belép a sugárba, majd újra megmérni azt, amikor kilép onnan.

A kísérlet során a rubídium-atomok felhőit csapdába ejtették a lézernyaláb felhasználásával, majd ugyanazon lézernyaláb felhasználásával az atomokat egy másik lézersugár útjába mozgatták, és megbecsülték azok spinjét a második lézersáv mindkét oldalán. Az atomi spinek számszerűsítésének megkönnyítése érdekében az elemzők először ultra alacsony hőmérsékletre hűtötték a felhőt, majd átküldték azt az energiagáton keresztül.

A spin változásának mérése azt mutatta, hogy a kvantum-alagutazás nagyjából 0,62 milliszekundumot vett igénybe.

A jövőben a tudósok azt tervezik, hogy kiderítik, merre járnak pontosan az atomok, amikor az akadályon áthaladnak.

(Forrás: Nature Képek: Maxpixel)