În anul 2025, prestigiosul Premiu Nobel pentru Fizică le-a fost acordat lui John Clarke, Michel H. Devoret și John M. Martinis pentru contribuțiile lor excepționale în fizica cuantică, mai precis pentru descoperirea tunelării cuantice macroscopice și a cuantificării energiei într-un circuit electric. Comitetul Nobel a subliniat în cadrul unei conferințe de presă că descoperirile acestora deschid calea către dezvoltarea “tehnologiei cuantice de generație următoare, inclusiv criptografia cuantică, calculatoarele cuantice și senzorii cuantici”. Cei trei laureați vor împărți suma de 11 milioane de coroane suedeze, echivalentul a aproximativ 1.1 milioane de dolari. Ceremonia de decernare va avea loc la Stockholm pe 10 decembrie 2025.
John Clarke a exprimat surprinderea sa în cadrul unei conferințe de presă telefonice de dimineață: “A fost, pe cât se poate de mult, surpriza vieții mele,” a mărturisit el. “Descoperirea noastră stă la baza calculului cuantic. Încă nu îmi este clar cum se încadrează exact aceasta în contextul actual. Unul dintre motivele fundamentale pentru care telefoanele mobile funcționează este datorită tuturor acestor lucrări.”
Fizicienii, investigând particulele subatomice începând cu începutul secolului XX, au descoperit un domeniu în care legile clasice deterministe ale fizicii nu mai sunt valide. În loc de certitudini, incertitudinea predomină. Este un univers guvernat nu de absolute, ci de probabilități, unde evenimente care ar părea imposibile la scară macroscopică se întâmplă regulat.
De exemplu, particulele subatomice pot “tunela” prin bariere energetice aparent impenetrabile. Imaginați-vă că un electron este un val de apă care încearcă să depășească un baraj înalt. Spre deosebire de apă, chiar dacă valul electronului este mai scurt decât bariera, există totuși o mică probabilitate ca acesta să se infiltreze de cealaltă parte.
Această ingeniozitate a fost verificată experimental de multe ori. În anii ’50, fizicienii au conceput un sistem în care fluxul de electroni ar fi trebuit să se oprească la o barieră energetică, din lipsa energiei necesare pentru a o depăși. Totuși, unii electroni nu au urmat regulile stabilite. Ei pur și simplu au tunelat prin bariera de energie.
Clarke, Devoret și Martinis au fost primii care au demonstrat că efectele cuantice, precum tunelarea cuantică și cuantificarea energiei, pot opera la scări macroscopice, nu doar la nivelul unei singure particule.
După ce și-a obținut doctoratul la Universitatea din Cambridge, Clarke a venit la Universitatea din California, Berkeley, ca postdoctorand, alăturându-se ulterior facultății în 1969. În mijlocul anilor ’80, Devoret și Martinis s-au alăturat laboratorului lui Clarke ca postdoctorand și student la doctorat, respectiv. Trio-ul a decis să caute dovezi ale tunelării cuantice macroscopice folosind un circuit specializat numit joncțiune Josephson – un dispozitiv macroscopic care exploatează un efect de tunelare, acum larg utilizat în calculul cuantic, senzoristica cuantică și criptografie.
Poll: Care dintre următoarele aplicații ale fizicii cuantice vi se pare cel mai fascinantă?
Revista “Ştiinţă şi Tehnică“, cea mai cunoscută şi longevivă publicaţie de popularizare a ştiintelor din România
Leave a Reply