Vědci z Yale University a University of Auckland byli schopni zaregistrovat a zabránit kvantovým skokům elektronů v trojúrovňovém systému. Výsledky experimentu byly zveřejněny v časopise Nature.
"Kvantové skoky elektronu jsou podobné vulkanické erupci." Naučili jsme se však sledovat katastrofu a předcházet jí, “uvedl hlavní autor článku, zaměstnanec univerzity Yale Zlatko Minev.
Bohrův model atomu, který se narodil v roce 1913, říká, že elektrony jsou umístěny kolem atomového jádra v určitých stacionárních stavech - v orbitálech. Specifický elektron může přecházet z jednoho stavu do druhého, ale kvantový přechod nastane okamžitě a se změnou energie systému. Když tedy skočí na vyšší energeticky vyšší orbitální, energie je absorbována a na nižší je emitována. Po dlouhou dobu byli vědci přesvědčeni, že kvantové skoky se liší od postupných klasických přechodů při absenci trajektorie mezi dvěma státy.
K lepšímu pochopení tohoto jevu byl zaveden myšlenkový experiment nazvaný „Schrödingerova kočka“. Určitá kočka je zamčena v komoře se strojem, který je spouštěn rozpadem radioaktivního atomu. Atom se může nebo nemusí rozpadat se stejnou pravděpodobností. Pokud však dojde k dezintegraci, zařízení vrhne páry pruské kyseliny do komory, což zabije kočku. Dokud se někdo nedívá do krabice, je kočka superpozicí (kombinací) stavů „živý“a „mrtvý“. Podle tohoto pohledu je kvantový skok diskrétní pod pohledem pozorovatele.
V 80. letech se objevila vědecká teorie kvantových trajektorií. Podle ní se během skoku stav systému neustále vyvíjí a skok předchází vždy latentní období, během něhož lze předvídat a předcházet mu.
Poslední hypotetickou vlastnost systému použili fyzici pro tříúrovňový systém supravodivého umělého atomu (qubit) se strukturou energetických úrovní ve tvaru V, ochlazený na teplotu absolutní nuly (-273 ° C). Přechod elektronu ze základního stavu do excitovaného stavu byl zaznamenán vědci pozorováním změny rezonanční frekvence připojeného oscilačního obvodu. Rezonanční frekvence prudce klesla, když atom skočil do pomocného, přechodného stavu. Okamžik přechodu do vzrušeného stavu byl zaznamenán zmrazením vývoje systému a změřením stavu pomocí tomografie. Nakonec bylo tomuto přechodu zabráněno registrací nepřítomnosti detekčních fotonů, které pokaždé předcházely kvantovému skoku do vzrušeného stavu.
Vědci ukázali, že přechodně se stav atomu neustále měnil: vývoj každého dokončeného skoku byl kontinuální, sekvenční a deterministický. Experiment je v souladu s predikcemi teorie kvantových trajektorií.