Kvantová fyzika už desítky let ukazuje, že částice se nechovají tak, jak bychom čekali. Elektrony nebo atomy dokážou být současně na více místech a jejich chování připomíná spíš vlnu než pevný objekt. V běžném světě ale nic takového nepozorujeme. Kámen leží tam, kam ho položíme, a prach se pohybuje předvídatelně.

Právě tenhle rozpor se snažil překlenout tým z University of Vienna a University of Duisburg Essen. Pod vedením Markuse Arndta a Stefana Gerlicha připravili experiment, který posunul kvantové jevy blíž každodenní zkušenosti.

Výsledky publikované 21. ledna 2026 v časopise Nature ukazují, že i relativně velké kovové částice stále poslouchají kvantová pravidla. Nešlo přitom o jednotlivé atomy, ale o shluky sodíku obsahující 5 000 až 10 000 atomů. Tyto nanočástice měly průměr zhruba 8 nanometrů a hmotnost přes 170 000 atomových hmotnostních jednotek.

Hlavní autor studie Sebastian Pedalino k tomu říká, že intuitivně by takový objekt měl fungovat jako klasická částice. Experiment ale ukázal pravý opak. I takto velký kus kovu vytváří interferenční obrazce, které jsou typické pro vlnové chování.

Experiment, který mění měřítko

Vědci použili interferometr, konkrétně zařízení Multi Scale Cluster Interference Experiment, zkráceně MUSCLE. Nanočástice sodíku procházely třemi difrakčními mřížkami vytvořenými ultrafialovými lasery.

První laser rozložil částice do přesného vzoru s rozestupy jedné desetitisíciny milimetru. Tím se dostaly do stavu superpozice - situace, kdy mohou procházet více cestami zároveň.

Když se tyto cesty opět překryly, vznikl interferenční obrazec, který přesně odpovídal předpovědím kvantové teorie. Jinými slovy, částice neměla během letu jedno konkrétní místo. Její rozprostření v prostoru bylo mnohonásobně větší než její skutečná velikost.

Fyzici tento jev přirovnávají k známému myšlenkovému experimentu Erwina Schrödingera. V tomto případě ale nejde o kočku, nýbrž o kovový objekt, který je současně na více místech.

Na výpočtech a teoretickém rámci se podílel také Klaus Hornberger z University of Duisburg Essen, který se interferometrií zabývá více než dvě desetiletí. Společně se Stefanem Nimmrichterem navíc definoval pojem makroskopičnosti, který umožňuje porovnávat, jak silně jednotlivé experimenty testují kvantovou teorii.

V tomto případě dosáhl tým hodnoty μ = 15,5, což je zhruba desetkrát více než u předchozích experimentů. Pro představu, podobného výsledku by bylo u elektronů možné dosáhnout jen při udržení superpozice po dobu asi 100 milionů let. Tady se to podařilo během setiny sekundy.

Co to znamená pro realitu kolem nás

Experiment odpovídá na jednu z největších otázek moderní fyziky. Proč se kvantové chování neprojevuje ve světě, který vidíme kolem sebe.

Výsledky naznačují, že hranice mezi kvantovým a klasickým světem není ostrá. Spíš jde o postupný přechod, kde se s rostoucí velikostí objektu kvantové efekty stávají stále méně patrné, ale úplně nemizí.

Výzkum má i praktický rozměr. Vídeňský interferometr dnes dokáže měřit extrémně slabé síly v řádu 10⁻²⁶ newtonu. Do budoucna by mohl sloužit jako velmi citlivý senzor pro zkoumání elektrických, magnetických nebo optických vlastností nanočástic. Autoři studie chtějí pokračovat dál a testovat ještě větší objekty i jiné materiály. Pokud se podaří posunout hranici ještě výš, může to zásadně změnit naše chápání fyziky i samotné reality.