Кралската шведска академија на науките одлучи да ја додели Нобеловата награда за физика за 2025 година на Универзитет „Џон Кларк“ во Калифорнија, Беркли, САД, Мишел Х. Деворет, Универзитетот Јеил, Њу Хевен, КТ и Универзитетот во Калифорнија, Санта Барбара, САД Универзитет „Џон М. Мартинис“ во Калифорнија, Санта Барбара, САД „за откривањето на макроскопското квантно-механичко тунелирање и квантизацијата на енергијата во електрично коло“.
Нивните експерименти на чип открија квантна физика во акција. Главно прашање во физиката е максималната големина на систем што може да демонстрира квантно-механички ефекти. Овогодишните добитници на Нобелова награда спроведоа експерименти со електрично коло во кое демонстрираа и квантно-механичко тунелирање и квантизирани енергетски нивоа во систем доволно голем за да се држи во рака.
Квантната механика ѝ овозможува на честичката да се движи директно низ бариера, користејќи процес наречен тунелирање. Штом се вклучени голем број честички, квантно-механичките ефекти обично стануваат незначителни. Експериментите на лауреатите покажаа дека квантно-механичките својства можат да се направат конкретни на макроскопско ниво.
Во 1984 и 1985 година, Џон Кларк , Мишел Х. Деворет и Џон М. Мартинис спроведоа серија експерименти со електронско коло изградено од суперспроводници, компоненти кои можат да спроведат струја без електричен отпор. Во колото, суперспроводливите компоненти беа одделени со тенок слој од непроводлив материјал, поставка позната како Џозефсонова спојка.
Со рафинирање и мерење на сите различни својства на нивното коло, тие беа во можност да ги контролираат и истражат феномените што се јавуваа кога низ него поминуваше струја. Заедно, наелектризираните честички што се движеа низ суперспроводникот сочинуваа систем кој се однесуваше како да се една честичка што го исполнуваше целото коло.
Овој макроскопски систем сличен на честички првично е во состојба во која струјата тече без никаков напон. Системот е заробен во оваа состојба, како зад бариера што не може да ја премине. Во експериментот, системот го покажува својот квантен карактер успевајќи да избега од состојбата на нулти напон преку тунелирање. Променетата состојба на системот се детектира преку појава на напон.
Лауреатите можеа да покажат и дека системот се однесува на начин предвиден од квантната механика – тој е квантизиран, што значи дека апсорбира или емитира само одредени количини на енергија.
„Прекрасно е што можеме да го славиме начинот на кој квантната механика, стара еден век, постојано нуди нови изненадувања. Исто така е и огромно корисно, бидејќи квантната механика е основа на целата дигитална технологија“, изјави Оле Ериксон, претседател на Нобеловиот комитет за физика.
Транзисторите во компјутерските микрочипови се еден пример за воспоставената квантна технологија што нè опкружува. Овогодинешната Нобелова награда за физика овозможи можности за развој на следната генерација на квантна технологија, вклучувајќи квантна криптографија, квантни компјутери и квантни сензори.
Т.Д.