在量子物理领域，还有另一件值得注意的事情需要报道，这一切都与电子的自旋有关：这些粒子的微小内磁力，每个粒子似乎都有一个微观的罗盘针。
此前，这些自旋的力量仅足以将单个原子推向一个方向或另一个方向。然而现在，研究人员已经成功地更换了更大的东西。
日本冲绳科学技术研究所 (OIST) 的一个团队在 2019 年发表了一项新研究 科学进步 其中详细介绍了如何用这些量子力推动厘米大小的物体。
这是科学在量子（非常小尺度）和经典（其他一切）前沿领域向前迈出的重要一步。最重要的是，用一个足够大的、受重力影响的物体进行实验——重力是一种并不总是与量子物理理论一致的基本力。
理论物理学家贾森·特瓦姆利 (Jason Twamley) 表示：“到目前为止，许多尝试测试量子力学是否适用于大于几十纳米的物体都没有成功。”
“现在，我们在一个比现代自旋机械实验大八到九个数量级的物体中观察到了对量子力的经典机械响应。”
研究人员结合了几种巧妙的实验设计选择来实现他们的结果，从一个厘米大小的物体开始：一块石墨板放置在一块磁铁的顶部。
具有特殊原子缺陷和氮空位 (NV) 中心的 3 毫米金刚石悬挂在板上方。这些缺陷为金刚石中的电子提供了可控自旋，然后由激光控制。然后使用另一个磁铁来使这些轮子运动。
整个组件重约 128 毫克（只有几粒米），厚度约为 100 纳米，约为人类头发的千分之一。虽然不多，但也足够了。
“NV 钻石很好理解并且易于操作，”物理学家 Dae Kim 说道。
“这一点以及NV中心具有最长相干时间的事实，使它们在室温下比其他系统保持量子叠加的时间更长，使它们在未来的研究中对于产生运动或物体的宏观叠加具有吸引力。”
当谈到将质量（比如行星上的引力）与亚原子和量子相匹配时，科学家们经常尝试从小处开始，逐步提高。在这里，研究小组采取了相反的方法：他们的装置不是行星那么大，但从量子角度来看却非常大。
“从大到小，我们都处于相反的阵营，”物理学家安舒曼·纳亚克说。
“就像反磁悬浮可以提升磁悬浮列车一样，它也可以用来提升厘米宽的含有钻石的物体，其中引力效应可能非常强，但尚未观察到量子效应。”
正如量子研究中经常出现的情况一样，对于我们这些非物理学家来说，这似乎非常深奥且牵强，但达到这样的里程碑将有助于我们回答一些关于宇宙的最深刻的问题，包括引力是否遵守量子规则。
应该指出的是，这里的运动是经典的——正是量子效应引起了重要的运动。研究人员希望他们的方法能够帮助将更大的物体置于量子态，例如叠加，它可以有效地同时占据两个状态。
“我们展示了小量子效应产生的大经典响应，”特瓦姆利说。 “这不再是这样的技术是否可行的问题，而是我们如何改善实验条件以实现爱因斯坦广义相对论体系中的量子叠加的问题。”
“我们正在将标准从纳米提升到厘米。我们只需要另一个数量级，最终我们可以在现实生活中观察薛定谔的猫。”
该研究发表于 科学进步。
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