В чем суть открытия, за которое дали Нобелевскую премию по физике
. И что значит «макроскопическое квантово-механическое туннелирование»Нобелевскую премию по физике дали за исследование квантовой электрической цепи
Нобелевская премия по физике 2025 года
Нобелевская премия по физике 2025 года присуждена Джону Кларку, Мишелю Х. Деворе и Джону М. Мартинису «за открытие макроскопического квантово-механического туннелирования и квантования энергии в электрической цепи», сообщается на сайте Нобелевского комитета.
В этом году Нобелевская премия будет вручена ученым, продемонстрировавшим на чипе квантовую физику в действии. Они провели эксперименты с электрической цепью, в которых показали как квантово-механическое туннелирование, так и квантовые уровни энергии в системе, достаточно большой, чтобы уместиться в руке.
«Квантовая механика позволяет частице проходить сквозь барьер, используя процесс, называемый туннелированием. При большом числе частиц квантово-механические эффекты обычно становятся незначительными. Эксперименты лауреатов продемонстрировали, что квантово-механические свойства можно конкретизировать в макроскопическом масштабе», — отмечается в пресс-релизе комитета.
Джон Кларк, Мишель Х. Деворе и Джон М. Мартинис в 1984 и 1985 годах провели серию экспериментов с электронной цепью, построенной из сверхпроводников — компонентов, способных проводить ток без электрического сопротивления. Они разделили сверхпроводящие компоненты тонким слоем непроводящего материала (джозефсоновский переход). С помощью измерений они смогли контролировать и исследовать явления, возникающие при пропускании тока через эту цепь. Заряженные частицы, движущиеся через сверхпроводник, вместе составляли систему, которая вела себя так, как если бы они были единой частицей, заполняющей всю цепь. Система оказывается запертой в этом состоянии и проявляет свою квантовую природу, преодолевая состояние нулевого напряжения посредством туннелирования. Ее изменения регистрируются по появлению напряжения.
Также ученым удалось продемонстрировать, что система ведет себя так, как предсказывает квантовая механика, — она квантуется, то есть поглощает или испускает только определенное количество энергии.
Отмечается, что эти открытия дают новые возможности для разработки следующего поколения квантовых технологий, включая квантовую криптографию, квантовые компьютеры и квантовые датчики. «Транзисторы в компьютерных микрочипах — один из примеров устоявшейся квантовой технологии, окружающей нас», — говорится в сообщении.
Ранее стало известно, что Нобелевскую премию по физиологии и медицине 2025 года присудили Мэри Э. Брункоу, Фреду Рамсделлу и Шимону Сакагучи «за открытия, касающиеся периферической иммунной толерантности». Они выявили защитников иммунной системы — регуляторные Т-клетки, которые предотвращают атаку иммунных клеток на собственный организм. Эти исследования стимулируют разработку методов лечения рака и аутоиммунных заболеваний. Также они могут привести к повышению эффективности трансплантаций.
