Нобелівську премію з фізики отримали вчені, які «показали квантову фізику в дії»

Про це йдеться на сайті Нобелівського комітету.

«Одне з головних питань у фізиці — це який максимальний розмір може мати система, що здатна проявляти квантово-механічні ефекти. Лауреати 2025 року провели експерименти з електричним колом, у якому продемонстрували як квантово-механічне тунелювання, так і квантування енергетичних рівнів у системі, достатньо великій, щоб її можна було тримати в руці», — зазначили в комітеті.

У 1984 та 1985 роках троє науковців провели серію експериментів з електричним колом, створеним із надпровідників — компонентів, які можуть проводити струм без електричного опору. У цьому колі надпровідникові елементи були розділені тонким шаром непровідного матеріалу — така конструкція відома як Джозефсонівський перехід.

Удосконаливши схему та провівши вимірювання її різних властивостей, вони змогли керувати явищами, що виникали під час проходження струму, та досліджувати їх. Заряджені частинки, що рухалися надпровідником, утворювали систему, яка поводилася так, ніби це одна частинка, що охоплює все коло.

Ця макроскопічна система, подібна до частинки, спочатку перебуває у стані, коли струм тече без виникнення напруги. Система «застрягає» в цьому стані — ніби за бар’єром, який не може подолати. В експерименті вона проявляє свій квантовий характер, вириваючись із нульового напруження завдяки тунелюванню. Зміну стану системи фіксують за появою напруги.

Вчені також продемонстрували, що система поводиться згідно з передбаченнями квантової механіки: вона є квантизованою, тобто поглинає або випромінює лише певні, дискретні порції енергії.

«Чудово мати можливість відзначати те, як столітня квантова механіка постійно пропонує нові сюрпризи. Це також надзвичайно корисно, оскільки квантова механіка є основою всіх цифрових технологій», — сказав Олле Ерікссон, голова Нобелівського комітету з фізики.