Το Νόμπελ Φυσικής για το 2025 απονεμήθηκε στους John Clarke, Michel H. Devoret και John M. Martinis, για την ανακάλυψη της μακροσκοπικής κβαντομηχανικής σήραγγας και την κβάντωση ενέργειας σε ηλεκτρικό κύκλωμα.
Οι ανακαλύψεις αυτές γεφυρώνουν το χάσμα μεταξύ της αφηρημένης κβαντικής θεωρίας και των πρακτικών εφαρμογών στην καθημερινή τεχνολογία, ανοίγοντας νέους δρόμους για την ανάπτυξη της κβαντικής υπολογιστικής και άλλων προηγμένων τεχνολογιών.
Ένα σημαντικό ερώτημα στη φυσική είναι το μέγιστο μέγεθος ενός συστήματος που μπορεί να επιδείξει κβαντομηχανικά φαινόμενα. Οι βραβευθέντες με το βραβείο Φυσικής του 2025 διεξήγαγαν πειράματα με ένα ηλεκτρικό κύκλωμα στο οποίο επέδειξαν τόσο κβαντομηχανική σήραγγα όσο και κβαντισμένα επίπεδα ενέργειας σε ένα σύστημα αρκετά μεγάλο ώστε να χωράει στο χέρι.
Τα τρανζίστορ στα μικροτσίπ των υπολογιστών είναι ένα παράδειγμα της καθιερωμένης κβαντικής τεχνολογίας που μας περιβάλλει. Το Βραβείο Νόμπελ Φυσικής του 2025 έχει προσφέρει ευκαιρίες για την ανάπτυξη της επόμενης γενιάς κβαντικής τεχνολογίας, συμπεριλαμβανομένης της κβαντικής κρυπτογραφίας, των κβαντικών υπολογιστών και των κβαντικών αισθητήρων.
Το πείραμα των τριών επιστημόνων
Οι Τζον Κλαρκ, Μισέλ Ντεβορέ και Τζον Μάρτινις – στους οποίους απονεμήθηκε το φετινό Νόμπελ Φυσικής – κατασκεύασαν ένα πείραμα χρησιμοποιώντας ένα υπεραγώγιμο ηλεκτρικό κύκλωμα.
Το τσιπ που περιείχε αυτό το κύκλωμα είχε μέγεθος περίπου ενός εκατοστού. Προηγουμένως, η σήραγγα και η κβαντοποίηση της ενέργειας είχαν μελετηθεί σε συστήματα που περιείχαν μόνο λίγα σωματίδια.
Εδώ, τα φαινόμενα αυτά εμφανίστηκαν σε ένα κβαντομηχανικό σύστημα με δισεκατομμύρια ζεύγη Cooper που γέμιζαν ολόκληρο τον υπεραγωγό στο τσιπ. Με αυτόν τον τρόπο, το πείραμα μετέφερε τα κβαντομηχανικά φαινόμενα από μικροσκοπική σε μακροσκοπική κλίμακα.
Όταν ρίχνεις μια μπάλα σε έναν τοίχο, μπορείς να είσαι σίγουρος ότι θα αναπηδήσει πίσω προς εσένα.
Θα εκπλαγείς πολύ αν η μπάλα εμφανιστεί ξαφνικά στην άλλη πλευρά του τοίχου. Στην κβαντομηχανική, αυτό το φαινόμενο ονομάζεται «σήραγγα» και είναι ακριβώς το είδος του φαινομένου που της έχει δώσει τη φήμη ότι είναι παράξενο και αντιδιαισθητικό.
Οι νικητές του βραβείου για τη φυσική το 2025, John Clarke, Michel H. Devoret και John M. Martinis, χρησιμοποίησαν μια σειρά πειραμάτων για να αποδείξουν ότι οι παράξενες ιδιότητες του κβαντικού κόσμου μπορούν να γίνουν συγκεκριμένες σε ένα σύστημα αρκετά μεγάλο ώστε να χωράει στο χέρι.
Το υπεραγωγικό ηλεκτρικό τους σύστημα μπορούσε να περάσει από τη μία κατάσταση στην άλλη, σαν να διέσχιζε έναν τοίχο. Έδειξαν επίσης ότι το σύστημα απορροφούσε και εκπέμπει ενέργεια σε δόσεις συγκεκριμένου μεγέθους, όπως προβλέπεται από την κβαντομηχανική.
Στις 10 Δεκεμβρίου η τελετή απονομής
Το βραβείο συνοδεύεται από χρηματικό έπαθλο 11 εκατομμυρίων σουηδικών κορωνών (περίπου 1,2 εκατομμύρια δολάρια ΗΠΑ), το οποίο θα μοιραστεί ισόποσα μεταξύ των τριών βραβευθέντων.
Η επίσημη τελετή απονομής του βραβείου θα πραγματοποιηθεί στις 10 Δεκεμβρίου 2025, στην επέτειο του θανάτου του Alfred Nobel, του ιδρυτή των βραβείων.
