Laureaci Nagrody Nobla Odkrywają Makroskopowe Zjawiska Kwantowe, Torując Drogę Zaawansowanym Technologiom
Nagroda Nobla w dziedzinie fizyki w 2025 roku doceniła znaczący postęp w zrozumieniu zachowania świata kwantowego w skali dostrzegalnej dla ludzkich zmysłów. Tegoroczna nagroda honoruje trzech naukowców za ich przełomowe prace eksperymentalne, które zademonstrowały makroskopowe tunelowanie kwantowe i kwantowanie energii w obwodach elektrycznych, wypełniając lukę między abstrakcyjnym światem cząstek subatomowych a obserwowalnymi zjawiskami. Ich badania mają głębokie implikacje dla postępu technologicznego, podkreślając wszechobecny wpływ mechaniki kwantowej na współczesne innowacje.
Komitet Noblowski podkreślił sukces laureatów w uczynieniu "dziwacznych właściwości świata kwantowego... namacalnymi w systemie wystarczająco dużym, aby można go było trzymać w dłoni". To osiągnięcie podważa utrwalone przekonania, że efekty kwantowe, takie jak zdolność cząstki do przejścia przez barierę (tunelowanie), stają się nieistotne w większych skalach. Tradycyjnie, podczas gdy pojedyncze atomy mogą wykazywać zjawiska kwantowe, obiekty makroskopowe, takie jak piłka tenisowa, składające się z niezliczonych cząstek, tego nie robią.
Tegoroczni laureaci Nagrody Nobla, John Clarke, Michel Devoret i John Martinis, przeprowadzili kluczowe eksperymenty w latach 80. XX wieku na Uniwersytecie Kalifornijskim w Berkeley. Ich praca doprowadziła do opracowania nadprzewodzącego systemu elektrycznego, który wykazywał
tunelowanie kwantowe. Oznaczało to, że system mógł przechodzić między stanami fizycznymi w sposób podobny do przejścia cząstki przez barierę, zamiast odbicia się od niej – zjawisko wcześniej ograniczone do domeny subatomowej.
Znaczenie tej pracy porównano do słynnego eksperymentu myślowego Erwina Schrödingera z kotem w pudełku, który ilustrował sprzeczny z intuicją charakter superpozycji kwantowej – gdzie system może istnieć w wielu stanach jednocześnie do momentu pomiaru. Chociaż eksperyment Schrödingera miał na celu podkreślenie pozornej absurdalności stosowania zasad kwantowych do obiektów codziennego użytku, badania Clarke'a, Devoreta i Martinisa dostarczają empirycznych dowodów na to, że przewidywania mechaniki kwantowej rzeczywiście sprawdzają się w odniesieniu do zjawisk na większych skalach.
Clarke wskazał, że ich odkrycia odegrały kluczową rolę w umożliwieniu szerokiego zakresu nowoczesnych technologii. Komitet Noblowski podzielił to zdanie, stwierdzając, że "żadna zaawansowana technologia używana dzisiaj nie opiera się na mechanice kwantowej, w tym telefony komórkowe, aparaty fotograficzne… i światłowody". Podkreśla to bezpośrednie powiązanie między fundamentalnymi badaniami fizycznymi a namacalną elektroniką konsumencką i infrastrukturą komunikacyjną.
To wyróżnienie następuje po Nagrodzie Nobla w dziedzinie fizyki w 2024 roku, przyznanej Geoffreyowi Hintonowi i Johnowi Hopfieldowi za ich fundamentalny wkład w
uczenie maszynowe, dziedzinę stanowiącą podstawę współczesnej sztucznej inteligencji. W 2023 roku nagroda uhonorowała europejskich naukowców, którzy wykorzystali lasery do badania szybkiego ruchu elektronów, poszerzając nasze zrozumienie dynamiki elektronów. Nagroda w 2025 roku obejmuje nagrodę pieniężną w wysokości 11 milionów koron szwedzkich (około 1 miliona dolarów).
Źródła
