Atomen kunnen natuurlijk niet praten. Maar ze kunnen wel op elkaar reageren. Dit geldt in het bijzonder voor
Elk dergelijk atoom draagt een klein magnetisch elementmoment genaamd spin. Deze rotaties beïnvloeden elkaar, zoals de naalden van een kompas wanneer je ze dichter bij elkaar brengt. Als je een van hen een duwtje geeft, gaan ze op een heel specifieke manier samen bewegen. Maar volgens de wetten van de kwantummechanica kan elke spin tegelijkertijd in verschillende richtingen worden gericht, waardoor een superpositie ontstaat. Dit betekent dat de daadwerkelijke overdracht van kwantuminformatie tussen atomen plaatsvindt, als een soort gesprek.
Op grote schaal vindt deze uitwisseling van informatie plaats tussenatomen kunnen tot andere ongebruikelijke verschijnselen leiden. Een klassiek voorbeeld is supergeleiding: een effect waarbij sommige materialen onder een kritische temperatuur alle elektrische weerstand verliezen. Wetenschappers kunnen verklaren wat er in de eenvoudigste gevallen gebeurt, maar het is onbekend hoe dit effect optreedt in complexe materialen.
In het nieuwe werk plaatsten de auteurs twee atomen naast elkaarmet elkaar om te zien wat er gebeurt. Dat is mogelijk dankzij een scanning tunneling microscoop: een apparaatje waarin een scherpe naald atomen één voor één kan onderzoeken en zelfs herschikken. De onderzoekers gebruikten dit apparaat om twee titaniumatomen iets meer dan één nanometer uit elkaar te plaatsen. Op deze afstand kunnen atomen elkaars spin detecteren.
Vervolgens draaiden ze snel de spin van een van de twee atomen om met behulp van een plotselinge uitbarsting van elektrische stroom. Tot hun verbazing leidde deze aanpak tot kwantuminteractie.
Voor twee atomen samen is de nieuwe toestand een perfecte superpositie, waardoor informatie tussen elkaar kan worden uitgewisseld.
Lees verder
Een nieuwe bloedtest bepaalt de levensduur van de mens
Wetenschappers hebben een biologische klokschakelaar gemaakt
Wetenschappers hebben ontdekt dat superverrijkt goud wordt gevormd als yoghurt