Kvantummechanikai kutatásokért járt 2025-ben a fizikai Nobel
A brit John Clarke, a francia Michel H. Devoret és az amerikai John M. Martinis kapta az idei fizikai Nobel-díjat. Az Egyesült Államokban dolgozó tudósok eredményei lehetőséget teremtettek a következő generációs kvantumtechnológia fejlesztésére, beleértve a kvantumkriptográfiát, a kvantumszámítógépeket és a kvantumérzékelőket.
Kvantumtörvények irányítják a világunkat?
A fizika egyik fontos kérdése, hogy mekkora lehet a legnagyobb méretű rendszer, amelyben kvantummechanikai hatások figyelhetők meg. Az idei Nobel-díjasok elektromos áramkörrel végzett kísérleteik során egy olyan rendszerben demonstrálták a kvantummechanikai alagúteffektust és a kvantált energiaszinteket, amely elég nagy volt ahhoz, hogy az ember a kezébe fogja.
A kvantummechanika szerint egy részecske az úgynevezett alagúteffektus révén képes lehet arra, hogy akadályon haladjon át. Sok részecske esetén viszont a kvantummechanikai hatások általában jelentéktelenné válnak. Legalábbis ezt gondoltuk egy ideig. A díjazottak kísérletei azonban bebizonyították, hogy a kvantummechanikai tulajdonságok makroszkopikus méretekben is konkrét formát ölthetnek.
1984-ben és 1985-ben a kutatók egy sor kísérletet végeztek egy (az áramot ellenállás nélkül vezető) szupravezetőkből épített elektromos áramkörrel. Az áramkörben a szupravezető részeket vékony szigetelő réteg választotta el egymástól. Az áramkör különböző tulajdonságainak finomításával és mérésével képesek voltak irányítani és vizsgálni azokat a jelenségeket, amelyek akkor jelentkeztek, amikor áramot vezettek át rajta.
A szupravezetőn áthaladó töltött részecskék együttesen olyan rendszert alkottak, amely úgy viselkedett, mintha egyetlen részecske lenne, amely kitölti az egész áramkört.
Ez a makroszkopikus, mégis részecskeszerű rendszer kezdetben olyan állapotban van, amelyben az áram feszültség nélkül folyik, vagyis a kör veszteségmentesen vezeti az áramot. Ez az állapot stabilnak tűnik, mintha a rendszer egy láthatatlan fal mögött rekedt volna, ahonnan klasszikus fizikai folyamatok révén nem tudna kijutni. A kísérletben azonban megmutatkozik a rendszer kvantumtermészete: az alagúteffektusnak köszönhetően képes „átjutni” ezen az akadályon, és kilépni a nulla feszültségű állapotból. A váltást az jelzi, hogy a körben feszültség jelenik meg, ami már makroszkopikusan is érzékelhető tulajdonság.
A díjazottak azt is bizonyítani tudták, hogy a rendszer a kvantummechanika által előrevetített módon viselkedik – kvantált, vagyis csak meghatározott mennyiségű energiát képes elnyelni vagy kibocsátani.
„A kvantummechanika folyamatosan meglepetésekkel szolgál”
„Csodálatos azt ünnepelni, hogy az évszázados kvantummechanika folyamatosan új meglepetésekkel szolgál. Ez rendkívül hasznos is, mivel a kvantummechanika minden digitális technológia alapja” – mondta Olle Eriksson, a fizikai Nobel-bizottság elnöke.
John Clarke 1942-ben született Cambridge-ben, és jelenleg a Kaliforniai Egyetem Berkeley Intézetének kutatója. A Párizsból származó, 72 éves Michel H. Devoret a kutatásait a Yale Egyetemen és a Kaliforniai Egyetemen, Santa Barbarában végzi, és az utóbbi egyemen dolgozik a 67 éves amerikai díjazott, John M. Martinis is.
A kitüntetés 11 millió svéd koronával (388 millió forinttal) jár, amelyet a tudósok között egyenlő arányban osztanak el. A díjat a hagyományoknak megfelelően december 10-én, az elismerést alapító Alfred Nobel halálának évfordulóján adják át.
Tavaly John J. Hopfield és Geoffrey E. Hinton kapta a fizikai Nobel-díjat azokért az alapvető felfedezésekért, amelyek lehetővé teszik a mesterséges neurális hálózatokat használó gépi tanulást.
Köszönjük, ha megosztod ezt a cikket! Hozzászólásokhoz gördülj a kapcsolódók alá! | ITT KÉRJ INGYENES HÍRLEVELET ✉️ | Forrás: MTI | Borítókép: Unsplash
Kedves olvasó,
lépj be a Klubba ITT, hogy elérhess minden támogatói tartalmat! Alkalmi támogatásra Paypalon keresztül van lehetőség (kattints a kis gombra!).
Ha másként szeretnéd támogatni a Cenwebet és a rezervátumot, akkor keress minket mailben a centauri16@gmail.com címen. Segítségedet előre is köszönjük!
még több fizika
Olvasom a neten, hogy idén ünnepeljük a kvantumelmélet 100. születésnapját.
Ennek az elméletnek köszönhetően sok új tudományág született számtalan, talán még elképzelhetetlen lehetőségekkel. Fognak még meglepetésekkel szolgálni, biztosan! 🙂
Én még a hagyományos számítógépeket tanultam, a bitek és byte-ok világában dolgoztam, és most ott tartok, hogy próbálom megérteni, hogyan is működik egy kvantumszámítógép. 🙂
Milyen érdekes, hogy most már több éveben is nem egy ember kap egy tudományterületen Nobel díjat, hanem ketten, vagy hárman megosztva. Én személy szerint nagyon örülök, hogy az élettan-orvosi Nobel díjas trióban van egy hölgy is. Tegnap meghallgattam a részletes ismertetőt az erről szóló előző cikketekben egy link alatt található videóban a kutatásaik eredményeiről, nagyon érdekes . Vicces volt a videó feliratban amikor a hölgy a T sejtekről az immunrendszer egyik sejttípusáról – akik vigyáznak ránk- és az autoimmun betegségek génmutációjáról- beszélt, a feliratban „tea cell volt:-)))