一个有100年历史的实验在量子水平上重复，这将使量子现象进入我们的世界
科学早就知道隧道效应，当粒子在没有能量基础的情况下穿过能量势垒时。这是量子世界的一种现象，在电子学中得到了广泛的应用。现在，科学家们已经将隧道功能扩展到对粒子行为进行分组，这是量子水平上100年前实验的重复。事实证明，电子群可以相互推动集体隧穿。
用于实验的「量子」材料样本。 图片来源：Lance Hayashida/加州理工学院
1919年，德国物理学家海因里希·巴克豪森（Heinrich Barkhausen）进行了一项后来以他的名字命名的实验。他以放置在线圈中的铁磁材料为例，表明在外部影响材料的过程中，其磁化强度会突然发生变化。例如，在巴克豪森的实验过程中，当磁铁被带到铁磁体上时，连接到线圈的扬声器会发出噼啪声。各个磁畴的磁化强度影响了相邻的磁畴，并且像雪崩一样蔓延，同时突飞猛进，直到材料完全磁化。
加州理工学院（加州理工学院）的科学家决定在量子水平上检测相同的效应，而不受纯粹由于量子现象的外部影响。事实上，这是对自发群体隧道的测试。他们将一种称为锂-钬-钇氟化物的铁磁材料放入线圈中，并将其冷却到接近绝对零度。需要线圈来测量如果材料中的磁化强度开始发生变化时将产生的电压。
实验开始后，科学家们开始记录电压浪涌，其性质类似于巴克豪森噪声。这表明单个电子的量子力学隧穿导致了粒子的群隧穿或联合隧穿。
「传统上，每个小型雪崩，其中一组旋转改变方向，都是自行发生的，」 该作品的作者说。 「但我们发现，通过量子隧穿，两个雪崩是相互同步的。 这是两大类电子相互作用的结果，通过它们的相互作用，它们产生了这些变化。 这种协作隧道效应令人惊讶。
这一发现为量子传感器和其他电子设备的创造带来了希望。事实上，电子群相互作用形式的量子现象可以用作宏观对象，这将简化量子物理学领域的实验，并允许这些现象不仅用于传统电子学。
