Nobel za eksperyment, który "mieści się na stole". "Kameralny zespół przesunął granice poznania"
Tegoroczna Nagroda Nobla z fizyki trafiła do Johna Clarke'a, Michela H. Devoreta i Johna M. Martinisa za fundamentalne odkrycie mikroskopowego tunelowania mechaniki kwantowej w obwodzie elektrycznym. Choć decyzja Komitetu Noblowskiego była "zaskakująca" ze względu na kameralny charakter nagrodzonego eksperymentu, jego znaczenie jest kluczowe. Tłumaczy ono zdolność cząstek do "przenikania" przez bariery energetyczne, a co najważniejsze - otwiera potencjalną drogę do budowy komputera kwantowego, wielokrotnie mocniejszego niż tradycyjne jednostki.
Z tego artykułu dowiesz się:
- Co odkryli laureaci Nagrody Nobla z fizyki 2025 roku.
- Dlaczego odkrycie amerykańskich naukowców jest zaskakujące.
- Jak odkrycie wpłynie na rozwój komputerów kwantowych.
- Dlaczego tunelowanie mechaniki kwantowej jest istotne dla nauki.
Nagroda Nobla z fizyki 2025
We wtorek poznaliśmy laureatów tegorocznej nagrody Nobla w dziedzinie fizyki. Komitet Noblowski postanowił wyróżnić odkrycie "mikroskopowego tunelowania mechaniki kwantowej i kwantyzacji energii w obwodzie elektrycznym". Prestiżowa nagroda trafiła do trójki badaczy, są to: John Clarke, Michel H. Devoret i John M. Martinis.
O wyjaśnienie tego, czym jest i jakie znaczenie dla nauki ma odkrycie amerykańskich naukowców, Radio ZET poprosiło ekspertów z Uniwersytetu Warszawskiego. Prof. Krzysztof Turzyński zaczął od tego, że decyzja Komitetu Noblowskiego była w pewnym stopniu zaskakująca.
- Powiem, że nagroda była zaskakująca, bo dostał ją zespół, który w małym, kameralnym składzie wykonał eksperyment, który zmieści się na dużym stole laboratoryjnym. To był eksperyment, który rzeczywiście przesunął granice naszego poznania. Dowiedzieliśmy się, w jakich skalach stosuje się mechanika kwantowa - powiedział.
Co odkryli tegoroczni nobliści?
Prof. Turzyński wyjaśnia, że w całym odkryciu "zasadniczo chodzi o to, że w mechanice kwantowej mamy zjawisko tunelowania". - Polega ono na takiej zdolności cząstki kwantowej, żeby przejść w miejsce, o którym mówimy, że jest klasycznie wzbronione - powiedział.
- Zwykle jak chodzimy po górach, to mamy to nieszczęście, że żeby przejść do następnej doliny, musimy wejść na wierzchołek, albo chociaż na przełęcz. Musimy więc zwiększyć swoją energię. Cząstki kwantowe potrafią przechodzić do następnej doliny "przenikając" przez górę - tłumaczy.
Dodaje, że "zazwyczaj, jeśli myślimy o tym zjawisku, to w kontekście bardzo małych cząstek". - Natomiast rzadziej zastanawiamy się nad dużymi obiektami. Pewnie każdy właściciel kota chciałby, żeby mógł on tunelować przez zamknięte drzwi, żeby nie trzeba było mu ich otwierać o piątej nad ranem - żartuje fizyk.
Odkrycie pomoże w budowie komputera kwantowego
Jacek Szczytko, profesor na wydziale fizyki UW tłumaczy z kolei, że dzięki uhonorowanemu nagrodą Nobla odkryciu, potencjalnie możemy być w stanie stworzyć komputer kwantowy. Czyli sprzęt, którego moc obliczeniowa jest wielokrotnie większa od możliwości dobrze znanych, nawet najmocniejszych, jednostek tradycyjnych.
- Nagrodzeni badacze wykonali taki obwód, który nazywa się nadprzewodzącym interferometrem kwantowym. On może w sposób bardzo czuły wykrywać pola magnetyczne, ale też posłużyć do budowy komputera kwantowego - mówi nam fizyk.
W jego ocenie "to głównie ten potencjał został przez Komitet Noblowski doceniony". - W tej chwili trwają prace nad budową dużych komputerów kwantowych i większość z nich rzeczywiście działa na zasadzie pętli nadprzewodzących. One wymagają tego tunelowania, czyli przenikania przez złącze. To powoduje, że prąd może jednocześnie płynąć w dwie strony, czyli jest w tzw. superpozycji stanów. Taką superpozycję możemy potencjalnie wykorzystać. Problem leży w tzw. skalowści, czyli liczby takich małych obwodów, które będziemy w stanie połączyć, ale nad tym pracują właśnie naukowcy - tłumaczy.
Źródło: Radio ZET
Byłeś świadkiem czegoś niespodziewanego? Masz temat, którym powinniśmy się zająć?
Zgłoś sprawę przez Czerwony telefon Radia ZET