Физики впервые измерили время туннелирования ионов с помощью высокоточных ларморовских атомных часов. Работа опубликована в журнале Nature.

Туннелирование — одно из самых необычных явлений квантовой физики, когда квантовые объекты способны преодолевать барьеры, которые классически преодолеть невозможно. Эффект туннелирования проявляется, например, в фотосинтезе или ядерных реакциях в звездах, а также используется в сверхпроводящих магнитометрах и кубитах для квантовых компьютеров. Однако вопрос о том, как быстро происходит туннелирование, оставался открытым.

В 1980 году Маркус Буттикер (M. Büttiker) и Рольф Ландауэр (R. Landauer) теоретически исследовали этот вопрос, используя полуклассический подход. Они пытались посчитать время нахождения частицы в потенциальном барьере, через который она туннелирует.

До этого считалось, что время туннелирования определяется пространственным размером волновой функции, но при таком подходе оказывается, что туннелирование происходит со сверхсветовой скоростью. Первые эксперименты, которые пытались определить такое «полуклассическое» время, были поставлены в 90-х годах, однако результаты не были точны, а лишь давали некоторое понимание об общем масштабе времени.

Группа ученых из Канады и Испании под руководством Эфраима Штейнберга (Aephraim M. Steinberg) разработала систему для измерения времени туннелирования частиц на основе высокоточных атомных часов.