بوصلة داخل الذرة ✛
إلكترونان يجلسان في خلايا صغيرة من السيليكون، كعصفورين في قفصين متجاورين. يمكنهما الدوران في اتجاه واحد أو في اتجاهين مختلفين، ويُطلق على هاتين الوضعيتين اسم السبين (spin). عادةً، لتبديل الإلكترونات نحتاج إلى مغناطيس قوي. لكن اتضح أن نوى ذرات السيليكون والجرمانيوم تُحدث هي نفسها اهتزازًا ضعيفًا يعمل كطريق وعر. الإلكترونات تشعر بهذا الوعورة وتتبدل دون أي مجال خارجي.
لكي لا تضطرب الإلكترونات بسرعة كبيرة، أرسل العلماء نبضات قصيرة تعيدها إلى الوضع الصحيح. هذا يشبه دفع أرجوحة في اللحظة المناسبة في كل مرة. مع سبعين نبضة من هذا القبيل، عاشت الحالة الكمومية 74.8 ميكروثانية بدلاً من 1.17، أي أطول بستين مرة. خلال هذا الوقت يمكن قياس مدى ترابط الإلكترونين ومدى سرعة فقدهما للتزامن.
هذه الطريقة مفيدة للرقائق الكمومية حيث توجد عناصر شبه موصلة وفائقة التوصيل جنبًا إلى جنب. المغناطيس الخارجي يفسد كل شيء هناك، بينما الاهتزاز الداخلي للنوى يعمل دائمًا. هكذا تحولت الضوضاء العشوائية إلى أداة مفيدة تُظهر كيفية عمل النظام الكمومي.
المجال المغناطيسي للأرض في المختبر يبلغ حوالي 58 ميكروتسلا، مما يعطي انشقاق زيمان بمقدار 1.6 ميغاهرتز. هذا كافٍ لقمع الاختلاط مع الحالات الثلاثية T±، لكن التدرج الناتج عن النوى أضعف بمقدار 100 مرة.
فكرة استخدام النوى الذرية العشوائية كبوصلة مدمجة تذكرنا برواية غريغ إيغان «الحجر الصحي»، حيث تُدار الحالات الكمومية عبر التفاعل مع البيئة، وليس على الرغم منها.