Монета в руке всегда падает либо орлом, либо решкой — так устроен привычный мир. Но облако из 370 сверххолодных атомов может вести себя иначе: оно способно застыть в состоянии, похожем на монету, которая одновременно и орёл, и решка. В новой работе показано, как это проверить на опыте.
Идея строится на сравнении двух сценариев. В одном — квантовом — система может «туннелировать» между двумя состояниями, как мяч, который проходит сквозь холм, а не перекатывается через него. В другом — классическом, как у монеты, — переходов между состояниями нет, система просто замирает. Авторы вычислили, что при медленном изменении внешнего поля квантовая система будет ошибаться всё реже, а классическая — останется с постоянной ошибкой. Разница между ними огромна, и её можно измерить.
Чтобы проверить это, нужна установка с бозе-конденсатом — газом, охлаждённым почти до абсолютного нуля. Расчёты показывают, что при достижимых сегодня параметрах эффект сохранится даже с учётом шумов: запас прочности в 8.8 раза больше минимально необходимого. Главный секрет — симметрия системы, которая гасит главный источник помех.
Такой эксперимент станет мостом между миром, где монета всегда падает одной стороной, и миром, где она может зависнуть в воздухе, не выбрав ни одну.
Облако из 370 атомов при температуре в миллиардные доли градуса выше абсолютного нуля — это как если бы все машины в городе одновременно замерли на светофоре, но при этом каждая знала, что она и едет, и стоит.