Wanneer wetenschappers zeer kleine en snelle objecten onderzoeken, zien ze dat de wetten van de fysica heel anders werken dan in de alledaagse "normale" wereld.

Het is altijd moeilijk geweest om deze contra-intuïtieve gebeurtenissen in grotere objecten te observeren. maar natuurkundigen van de University of Queensland – onderdeel van een Oostenrijks/Brits onderzoeksteam – hebben een nieuwe techniek ontwikkeld om de observatie van kwantumbewegingen veel gemakkelijker te maken.

De ontdekking zou de introductie van kwantumfysica in nieuwe technologieën kunnen helpen - zoals ultragevoelige bewegingssensoren vergelijkbaar met die in mobiele telefoons - die de ongebruikelijke eigenschappen van kwantumbeweging benutten.

Dr Farid Shahandeh, die promoveerde aan UQ en nu aan de Swansea University werkt, zei dat de nieuwe techniek overeenkomsten vertoonde met 'luisteren' naar een viool door naar de snaren te kijken.

"Als een muzikant viool speelt, elke snaar trilt op een specifieke frequentie om een ​​specifiek geluid te creëren en de combinatie of 'superpositie' van al die frequenties creëert de muziek die je hoort, " hij zei.

"Als je de muziek niet kunt horen, net als Beethoven in het laatste decennium van zijn leven, het is buitengewoon moeilijk om te begrijpen wat er wordt gespeeld, alleen door naar de slagen van de boog te kijken.

"In de kwantumfysica, we zijn doof voor het geluid van kwantum 'violen', maar onze nieuwe techniek gebruikt licht om ze te kunnen horen."

Onderzoekers hebben aanzienlijke vooruitgang geboekt bij het bespelen van kwantuminstrumenten, maar het is notoir moeilijk om hun geluid te horen en ervoor te zorgen dat het een melodie is - niet slechts een enkele frequentie.

Dokter Martin Ringbauer, een medewerker in het Australian Research Council Centre for Engineered Quantum Systems (EQUS) bij UQ, zei dat de nieuwe aanpak van het team verwant was aan het maken van snapshots van de bewegende snaren van een viool.

"Andere methoden proberen de hele kwantumbeweging in één keer te extraheren, maar onze benadering is om het te reconstrueren uit een reeks snapshots genomen met een sterke lichtstraal, " zei dr. Ringbauer, die een ere-onderzoeksmedewerker van UQ is, en werkt momenteel aan de Universiteit van Innsbruck.

"De kwantumviool produceert nog steeds geluid in de zin van trillingen, hoewel dit te hoog zou zijn om hoorbaar te zijn.

"Het belangrijkste om te begrijpen is dat je deze viool niet met een normale strijkstok kunt spelen:je moet licht gebruiken om de snaren te laten trillen.

Dr. Ringbauer zei dat de flexibele nieuwe techniek het mogelijk maakte om kwantumbewegingen waar te nemen in veel huidige experimenten waar andere methoden faalden.

"Het vermogen om de kwantumeigenschappen van mechanische systemen te observeren en te verifiëren is een essentiële stap in de ontwikkeling van nieuwe kwantumtechnologieën, " hij zei.

De onderzoekers publiceerden hun ontdekking in een paper met de titel "Optomechanische staatsreconstructie en niet-klassieke verificatie buiten het opgeloste zijbandregime, " in Quantum .