2025 Нобелова награда у физици иде у истраживаче који су у макроскални свет довели квантну механику

Нобела награда 2025. године у физичкој награђивачима иде у истраживаче који су показали квантно тунелирање на чипу

Од Лее Биллингс Уредио Дан Вергано

Ова прича ће се ажурирати.

У 100. годишњици квантне механике, који описује универзум на најмању, најосновнијим скалама, Нобелову награду у физици, у физичкој награђивању у физици је отишло у три пионири у довођењу својих мистериозних ефеката у свакодневни свет.

Повратак као једна од најуспешнијих научних теорија у историји, квантна механика је кључна за већину данашњих трансформативних технологија, од суперкомпјутера на паметне телефоне. Теорија је такође ноторнала за своје много контраинтуитивних открића: честице такође могу да постоје таласи, могу постојати истовремено у суперпозицијама више наизглед контрадикторних стања и могу имати своје имање савршено корелирано – тако да су повезани без обзира на то да су повезани без обзира на то да су повезани без обзира на то да су повезани без обзира на то да су повезани без обзира на то да су повезани без обзира на то да су повезани без обзира на то да су повезани без обзира на њих. Стогодишњица прекретнице, овогодишња Нобелова награда у физици награђена је три научника – Јохн Цларке, Мицхел Х. Деворет и Јохн М. Мартинис-који је донео још један бизарно микроскопски квантни ефекат, назвао је квантно тунел, назвао је квантно тунел, у макроскопским светлошћу.

О подржавању научног новинарства

Ако уживате у овом чланку, размислите о подршци нашем награђиваном новинарству Претплата. Куповином претплате помажете да се осигура будућност утицајних прича о открићима и идејама које данас у облику света у облику света.

Куантум тунелинг се јавља када честица прође директно кроз иначе непроходу баријеру да се појави на другој страни. Ово је слично да баца лопту на зид и, уместо да га види да одскочи, проналажете га нетакнуто на другој страни са самом зидом у потпуности нетакнут. Ефекат је основа за транзисторе, али обично се смањује за склопове многих честица – због чега нико никада не видите никога у свакодневном животу у свакодневном животу. Али у низу експеримената који су изведени на Универзитету у Калифорнији-Беркелеи 1984. и 1985. године, Цларке, Деворет и Мартинис показали су да би се процес могао догодити на већим вагама него што је раније било могуће да је то могуће могуће да се претходно мисли. (Поверено, Цларке је такође пенирао есеј за Научни амерички 1994. године на суперпроводним квантним сметњима или лигњевима, високо осетљиви магнетометри који се користе у медицинској дијагностичкој опреми и осталим хардвера високог перформанси.)

Инспирисан теоријском радом физичара (и евентуално Нобелово лауреат) Антхони Леггетт, њихови експерименти се ослањали на електронске склопове изграђене од суперпроводника, што може да спроведу струју без електричног отпора. Резултирајући уређаји налик на електронске чипове, који је Нобелов комитет приметио у изјави „довољно је довољно да се држи у руци“, садржане суперпроводничке компоненте подељене танком баријером не-проводљивог материјала. Овај аранжман је познат као Јосепхсон Јунцтион, након британског теоријског физичара Брајана Јосепхсона који је то први пут предложио почетком 1960-их. Исцрпним мапирањем и мерењем својстава круга, Цларке, Деворет и Мартинис могли су да покажу како се електрони крећу кроз систем делују као да су јединствена честица, тунелирање преко баријере која се дели да напуне цео круг.

Њихов експериментални систем је показао само два различита начина – један у којем је струја „заробљена“ у стању нулте напоне, а друго у којој је струја избегла ову државу путем тунелирања да би показала напон. То је јасно показало квантизовану природу система, у којем се може емитовати само одређена количина енергије или апсорбовати, како је предвиђено квантном механиком.

„Дивно је моћи да прослави начин на који то стару количину механичара стар, стално нуди нова изненађења“, рекао је Олле Ерикссон, председавајући Нобеловог одбора за физику у саопштењу у саопштењу награде. „Такође је изузетно корисно, јер је квантна механика темељ све дигиталне технологије.“

Награда представља тријумф за систем у Калифорнијском универзитету; Цларке остаје код Беркелеија, а Деворет и Мартини су на Универзитету у Калифорнији, Санта Барбара. (Деворет такође има положај на Универзитету Иале.)

Досегнуо је на свом мобилном телефону из свог дома у Калифорнији, „потпуно запањен“ Цларке је приметио да је феномен који је сада учинио Нобеловим лауреатом „један од основних разлога који ће мобилни телефони радити на неки начин, на неки начин је на неки начин основа квантног рачунања.“

За њихов рад, који Нобел цитат описује као „откриће макроскопских квантних тунелирања и квантизације енергије у електричном кругу“, истраживачи ће подједнако поделити награду од 11 милиона шведских круна (око 1,17 милиона долара).

Време је да устанете за науку

Ако сте уживали у овом чланку, хтео бих да вас затражим за вашу подршку. Научни амерички Служио је као заговорник за науку и индустрију 180 година, а тренутно је можда најкритичнији тренутак у историји двоструке века.

Био сам Научни амерички Претплатник од мене је било 12 година, а помогло је да се обликова на начин на који гледам на свет. Сциам Увек ме едукује и одушевљава ме и надахњује осећај страхопоштовања за наш огроман, леп универзум. Надам се да и за вас то и за вас.

Ако ти претплатити се на Научни америчкипомажете да осигурате да је наша покривеност усредсређена на смислено истраживање и откриће; да имамо ресурсе за извештавање о одлукама које прете лабораторију широм САД-а; И да подржавамо и пупољке и радне научнике у то време када се вредност саме науке пречета пречета непризната.

Заузврат добијате основне вести, Очаравање подцаста, сјајна инфографије, Не могу да пропусте вилатери, сигурносним видео снимцима, Изазовне игре и најбоље писање и извештавање науке на свету. Чак можете поклоните некога претплату.

Никада није било важније време да се застанемо и покажемо зашто је научна питања. Надам се да ћете нас подржати у тој мисији.