To kvantegjennombrudd i juli: Forskere «lyttet» til superfluiditet og testet tunneling fra skyen

Metoden kalles Sagnac-fononinterferometri. Den måler hvordan lydbølger – eller fononer – beveger seg gjennom en roterende superfluid. Prinsippet kan sammenlignes med dopplereffekten: På samme måte som sirenen fra en ambulanse endrer tone når den passerer, endres fasen til lydbølgene når superfluiden roterer. Dette gjør det mulig å hente ut informasjon om systemets dreieimpuls , .

Hva avslører metoden?

• Cooper-par: Ved å «lytte» til hvordan lyden forplanter seg, kan forskerne få et indirekte innblikk i fermionenes paringsmekanisme. Fermioner kan danne såkalte Cooper-par, og denne paringen ligger bak superfluiditeten i systemet. Det er nært beslektet med mekanismen som gir opphav til superledning i enkelte materialer, men har vært vanskelig å undersøke direkte .
• Kvantisert sirkulasjon: Interferometriteknikken gir også en ny måte å måle kvantiserte virvler og sirkulasjon på – et kjennetegn ved fermioniske superfluider . Ifølge forskerne er dette første gang kvantisert sirkulasjon er påvist i et sterkt korrelert fermionsystem ved hjelp av lyd.

Resultatet åpner dermed et nytt vindu mot kvantestoff: Egenskaper som ellers er vanskelige å observere, kan studeres gjennom måten lyd beveger seg i systemet .

Et kvantelaboratorium i nettskyen bekreftet anomal tunneling

I den andre studien brukte teoretiske fysikere Ippei Danshita fra Kindai University og Daichi Kagamihara fra Chuo University den skytilgjengelige plattformen Oqtant. Plattformen, som leveres av det amerikanske selskapet Infleqtion, gjør det mulig å gjennomføre eksperimenter med Bose–Einstein-kondensater (BEC-er) på avstand , . Studien ble publisert i Communications Physics 31. juli 2026 og er det første fagfellevurderte forskningsresultatet fra Oqtant-plattformen .

Et Bose–Einstein-kondensat er en ekstremt kald tilstand der mange atomer oppfører seg som ett samlet kvantesystem. Det gjør BEC-er nyttige for å undersøke kollektive fenomener – blant annet hvordan bølger beveger seg gjennom kvantestoff.

Hvorfor er anomal tunneling så uventet?

Ved vanlig kvantetunneling blir det normalt mindre sannsynlig at en partikkel passerer gjennom en barriere når energien synker. Anomal tunneling i et BEC kan derimot gjøre det motsatte: Lavenergilydbølger, som er kollektive eksitasjoner i kondensatet, kan passere tilnærmet perfekt gjennom selv høye barrierer. Ved null energi nærmer transmisjonssannsynligheten seg én .

Observasjonene stemte med de teoretiske beregningene og bekreftet denne kontraintuitive effekten eksperimentelt . Fenomenet er ikke bare relevant for BEC-er. Det er også forutsagt i andre typer kvantematerialer, blant annet magneter, og resultatet kan derfor få betydning for kondensert materie-fysikk .

Fra spesiallaboratorier til tilgjengelige kvanteeksperimenter

Oqtant-eksperimentet handler om mer enn selve tunnelingseffekten. Det illustrerer en mulig endring i hvordan grunnforskning utføres.

Ultrakolde atomforsøk krever vanligvis avansert utstyr og mange års spesialisert opplæring. Det har i praksis gjort det vanskelig for teoretiske fysikere å teste egne modeller eksperimentelt . Med en skybasert plattform kunne forskerne i stedet utforme og kjøre forsøket eksternt, uten å bygge eller drifte sitt eget laboratorium , .

Forskerne mener tilnærmingen kan utvide hva teoretiske fysikere får gjort, og at den kan bidra til at flere avanserte eksperimentelle anlegg blir tilgjengelige via nettskyen . Utviklingen minner om fremveksten av skybaserte tjenester for kvantedatabehandling, men her er det selve den fysiske laboratorieplattformen som gjøres fjernstyrbar.

To ulike forsøk – samme retning

De to studiene undersøkte ulike fenomener, men peker i samme retning. Den første viser hvordan lyd kan brukes til å avsløre egenskaper ved en superfluid som ellers er vanskelige å se. Den andre viser hvordan et avansert kvanteeksperiment kan gjennomføres på avstand.

Til sammen gir resultatene ikke bare ny kunnskap om Cooper-par, kvantisert sirkulasjon og anomal tunneling. De antyder også en bredere endring i kvantefysikken: Flere forskere kan få tilgang til eksperimenter som tidligere krevde et eget, høyspesialisert laboratorium.