Forskare från Imperial College London och Lancaster University har föreslagit ett nytt tillvägagångssätt för att testa gränserna för kvantmekanikens tillämplighet.

Kvantfysiken har länge försett mänskligheten med ett elegant ramverk för att förstå den mikroskopiska världen. Kvantfenomen finns dock inte i våra vardagliga liv.

Många faktorer bidrar till övergången mellan kvantregimer och klassiska regimer, men finns det en grundläggande mekanism som resulterar i denna övergång? Och exakt hur kollapsar en vågfunktion som består av flera möjligheter till ett bestämt resultat?

Flera modeller, gemensamt kallade objektiv-kollapsteorier, har föreslagits i hopp om att ta itu med dessa enastående grundläggande frågor. Men att testa dessa teorier är fortfarande experimentellt utmanande.

Nu har en grupp forskare publicerat en artikel om ett nytt sätt att undersöka dessa teorier om objektiv kollaps i labbet.

Förslaget publiceras i AVS Quantum Science .

Forskarnas metod drar fördel av "displacemon", en elektromekanisk anordning som består av en mekanisk resonator kopplad till supraledande qubit. Genom att manipulera qubiten föreslår de en teknik för att söka efter avvikelser från standardkvantteorin på ett sätt som kan förklaras av objektiv kollaps.

Dr Edward Laird som leder en forskargrupp inom kvantelektronik vid Lancaster University säger att "förskjutningen är inte bara ett verktyg för att testa grundläggande kvantmekanik utan kan också vara grunden för nya avkänningsteknologier. Det kommer att bli oerhört spännande att göra den första experimenterar med den här enheten."

Även om det har gjorts stora framsteg när det gäller att begränsa styrkan hos dessa modeller, behövs ytterligare experiment för att belysa gränsen mellan kvant och klassisk.

"Dessa framtida experiment erbjuder verkligen spännande löften att undersöka kvantmekaniken i större och större skalor", säger Michael Vanner, chefsutredare för Quantum Measurement Lab vid Imperial College London.

Displacemon ger en ny väg att testa kollapsmodeller genom att utnyttja experimentella framsteg som gjorts inom kryogenik och supraledande teknologier. Centralt i displacemon-anordningen är en mekanisk resonator som svänger upp och ner som en miniatyrgitarrsträng och är inbyggd i en supraledande qubit. Denna svepande rörelse interagerar med ett magnetfält på ett sätt som kopplar samman egenskaperna hos qubit-enheten och resonatorn, med verkan av den ena som påverkar den andra. Enhetens arkitektur lämpar sig väl för att skapa en kvantöverlagring av strängvibrationerna.