W roku 2025 Nagroda Nobla z fizyki została przyznana trzem naukowcom – Johnowi Clarke’owi, Michelowi H. Devoretowi i Johnowi M. Martinisowi
„za odkrycie makroskopowego tunelowania kwantowo-mechanicznego i kwantyzacji energii w obwodzie elektrycznym”
(ang. „for the discovery of macroscopic quantum mechanical tunnelling and energy quantisation in an electric circuit”).
Laureaci Nagrody Nobla z fizyki w 2025 roku.
Od lewej przedstawieni się kolejno John Clarke, Michel H. Devoret i John M. Martinis.
Jednym ze zjawisk wynikających z fizyki kwantowej jest efekt tunelowy, czyli przenikanie przez cząstkę bariery energetycznej. To tak, jakby swobodnie przejść przez mur, co w fizyce klasycznej jest sprzeczne z zachowaniem energii, a w fizyce kwantowej możliwe. Efekt tunelowy wyjaśnia rozpady α jąder izotopów pierwiastków oraz fuzję jądrową w Słońcu, jednak są to zjawiska w skali pojedynczych cząstek, a więc mikroskopowe, i właśnie z takimi skalami kojarzy nam się mechanika kwantowa.
W połowie lat 80. XX wieku John Clarke, Michel Devoret i John Martinis badali, mieszczący się w dłoni, zamknięty obwód elektryczny zbudowany z nadprzewodników rozdzielonych cienką warstwą izolatora, tworzących tzw. złącze Josephsona. Doświadczenia ujawniły, że efekt tunelowy może występować w skali makroskopowej, a skonstruowany przez nich układ podlega prawom mechaniki kwantowej, wykazując skwantowanie energii.
„Wspaniale jest móc świętować sposób, w jaki stuletnia mechanika kwantowa nieustannie oferuje nowe niespodzianki. Jest to również niezwykle przydatne, ponieważ mechanika kwantowa stanowi fundament wszelkiej technologii cyfrowej.”, powiedział Olle Eriksson, Przewodniczący Komitetu Noblowskiego w dziedzinie fizyki.
Tegoroczna Nagroda Nobla w fizyce otworzyła możliwości rozwoju technologii kwantowych nowej generacji, jak kwantowa kryptografia czy kwantowe komputery.
