Физики Стэнфордского университета впервые напрямую наблюдали квантовый скачок звука в реальном времени. Результаты эксперимента опубликованы в журнале Science. Исследователи работали с фононами — квантами механических колебаний — и зафиксировали момент резкого перехода системы между дискретными энергетическими уровнями.

Что произошло

В макромире звук обычно затухает плавно. На квантовом уровне энергия переносится порциями, и команда сумела увидеть, как система не изменяется непрерывно, а совершает скачок с одного уровня на другой. Наблюдение велось в режиме реального времени, что позволило зафиксировать сам факт квантового перехода для звука.

Почему это важно

Прямое наблюдение квантового скачка фононов подтверждает дискретную природу механических колебаний на уровне отдельных квантов звука. Это закрывает давний экспериментальный пробел: такие скачки ранее фиксировали для других квантовых систем, но не для звука.

Контекст

Квантовые скачки предсказаны в начале XX века. В 1986 году их впервые наблюдали у захваченных ионов, а в 2007 году — у фотонов. Теперь аналогичное явление зарегистрировано для фононов, а результаты представлены в Science.