Про Нобелівську премію з фізики-2025
Нобелівську премію з
фізики-2025 присудили за відкриття у квантовій механіці
Шведська королівська академія
наук присудила Нобелівську премію з фізики у 2025 році Джону Кларку (John
Clarke), Мішелю Деворе (Michel Devoret) та Джону Мартінісу (John Martinis) за
дослідження макроскопічного квантового механічного тунелювання та квантових
ефектів в електричному колі.
У пресрелізі Нобелівського комітету відзначено, що одне з головних питань сучасної фізики полягає в тому, наскільки великою може бути система, в якій проявляються квантово-механічні ефекти.
Дослідники провели серію
експериментів з електричним ланцюгом, під час яких змогли продемонструвати: як
тунельний ефект, так і квантовані рівні енергії - у системі настільки великій,
що її буквально можна тримати в руці.
Нобелівська премія з фізики
цього року відкрила шлях до створення квантових технологій нового покоління —
зокрема, квантової криптографії, квантових комп'ютерів і квантових сенсорів.
Квантовый туннель
Лауреати цьогорічної премії
експериментально показали, що квантово-механічні властивості можуть проявлятися
в макроскопічному масштабі.
У 1984 і 1985 роках Джон
Кларк, Мішель Деворе та Джон Мартініс провели серію експериментів з електричною
схемою, побудованою із надпровідників — компонентів, які можуть проводити струм
без електричного опору.
У їхній схемі надпровідникові
компоненти були розділені тонким шаром непровідного матеріалу — так званий
джозефсонівський контакт (ефект Джозефсона — проходження надпровідного струму
через тонкий шар діелектрика, який розділяє два надпровідники).
Покращивши та вимірявши всі
різні властивості своєї схеми, вчені змогли контролювати й досліджувати явища,
що виникають під час проходження струму через неї.
Разом заряджені частинки, які
рухалися через надпровідник, утворювали систему, що поводилася так, ніби вони
були однією частинкою, яка заповнює всю схему.
Ця макроскопічна система,
схожа на частинку, спочатку перебуває в стані, у якому струм тече без напруги.
Система "замкнена" в цьому стані, ніби за бар'єром, який не може
подолати.
Під час експерименту система
проявляє свій квантовий характер — вона здатна вийти зі стану нульової напруги
завдяки тунелюванню. Зміну стану вчені фіксують за появою електричної напруги.
Лауреати також продемонстрували,
що система поводиться саме так, як передбачає квантова механіка — вона поглинає
або випромінює лише певні порції (кванти) енергії.
"Дивовижно, що квантова
механіка, якій уже понад сто років, продовжує дарувати нам нові відкриття. Ба
більше — вона надзвичайно корисна, адже лежить в основі всіх цифрових
технологій", — зазначив Олле Ерікссон, голова Нобелівського комітету з
фізики.
Транзистори в мікрочипах
комп'ютерів — один з прикладів квантових технологій, які вже сьогодні нас
оточують.
