Academia Regală Suedeză de Științe a decis să acorde Premiul Nobel pentru Fizică 2025 lui John Clarke, de la Universitatea din California, Berkeley, SUA, lui Michel H. Devoret, de la Universitatea Yale, New Haven, CT și Universitatea din California, Santa Barbara, SUA și lui John M. Martinis, de la Universitatea din California, Santa Barbara, SUA, „pentru descoperirea tunelării cuantice macroscopice și cuantificarea energiei într-un circuit electric”.
Setarile tale privind cookie-urile nu permit afisarea continutul din aceasta sectiune. Poti actualiza setarile modulelor coookie direct din browser sau de aici – e nevoie sa accepti cookie-urile social media
Experimentele lor pe un cip au arătat fizica cuantică în acțiune
O întrebare importantă în fizică este dimensiunea maximă a unui sistem care poate demonstra efectele mecanicii cuantice, scrie în comunicatul Comitetului Nobel. Laureații Premiului Nobel din acest an au efectuat experimente cu un circuit electric în care au demonstrat atât tunelarea cuantică, cât și nivelurile de energie cuantificate într-un sistem suficient de mare încât să poată fi ținut în mână.
Mecanica cuantică permite unei particule să treacă direct printr-o barieră, folosind un proces numit tunelare. De îndată ce sunt implicate un număr mare de particule, efectele mecanicii cuantice devin de obicei nesemnificative. Experimentele laureaților au demonstrat că proprietățile mecanicii cuantice pot fi concretizate la scară macroscopică.
În 1984 și 1985, John Clarke, Michel H. Devoret și John M. Martinis au realizat o serie de experimente cu un circuit electronic construit din supraconductori, componente care pot conduce curentul fără rezistență electrică. În circuit, componentele supraconductoare erau separate de un strat subțire de material neconductiv, o configurație cunoscută sub numele de joncțiune Josephson. Prin rafinarea și măsurarea tuturor proprietăților circuitului lor, ei au reușit să controleze și să exploreze fenomenele care apăreau atunci când treceau un curent prin acesta. Împreună, particulele încărcate care se mișcau prin supraconductor formau un sistem care se comporta ca și cum ar fi fost o singură particulă care umplea întregul circuit.
Acest sistem macroscopic asemănător unei particule se află inițial într-o stare în care curentul circulă fără tensiune. Sistemul este blocat în această stare, ca și cum s-ar afla în spatele unei bariere pe care nu o poate traversa. În experiment, sistemul își arată caracterul cuantic reușind să scape din starea de tensiune zero prin tunelare. Starea modificată a sistemului este detectată prin apariția unei tensiuni.
Laureații au putut demonstra, de asemenea, că sistemul se comportă în modul prevăzut de mecanica cuantică – este cuantificat, ceea ce înseamnă că absoarbe sau emite doar cantități specifice de energie.
„Este minunat să putem sărbători modul în care mecanica cuantică veche de un secol oferă continuu noi surprize. Este, de asemenea, extrem de utilă, deoarece mecanica cuantică stă la baza întregii tehnologii digitale”, spune Olle Eriksson, președintele Comitetului Nobel pentru Fizică, potrivit comunicatuluin citat.
Tranzistoarele din microcipurile computerelor sunt un exemplu de tehnologie cuantică consacrată care ne înconjoară. Premiul Nobel pentru fizică din acest an a oferit oportunități pentru dezvoltarea următoarei generații de tehnologie cuantică, inclusiv criptografia cuantică, computerele cuantice și senzorii cuantici.
Scurt istoric al Premiului Nobel pentru Fizică
În 1901, a fost acordat primul Premiu Nobel pentru Fizică lui Wilhelm Röntgen, pentru cruciala sa descoperire a razelor X.
În perioada 1901-2024, 227 laureaţi au primit Premiul Nobel pentru Fizică, John Bardeen fiind de două ori laureat al acestei importante distincţii (1956 şi 1972). Un număr de 47 de premii pentru fizică au fost acordate unui singur laureat, 33 de premii pentru fizică au fost împărţite de doi laureaţi şi 38 de premii pentru fizică au fost acordate către trei laureaţi, potrivit Agerpres.
Cinci laureaţi ai premiului Nobel pentru Fizică sunt femei:
- 1903 - Marie Curie;
- 1963 - Maria Goeppert-Mayer;
- 2018 - Donna Strickland;
- 2020 - Andrea Ghez;
- 2023 - Anne L'Huillier.
Cel mai tânăr laureat al acestui premiu a fost Lawrence Bragg, care avea 25 de ani când a primit premiul Nobel, împreună cu tatăl său, în anul 1915. Cel mai vârstnic laureat al premiului Nobel pentru fizică, până în prezent, este Arthur Ashkin, care avea 96 de ani în momentul primirii premiului.
Printre laureaţii Premiului Nobel pentru Fizică, de la începutul acordării acestora, se numără:
- Guglielmo Marconi (1909, pentru contribuţia adusă dezvoltării telegrafiei fără fire);
- Max Planck (1918, pentru descoperirea energiei quantice);
- Albert Einstein (1921, pentru descoperirile sale privind teoria fizicii, precum şi pentru descoperirea legii efectului fotoelectric);
- Niels Bohr (1922, pentru investigaţiile asupra structurii atomului şi a radiaţiilor emanate de acesta);
- James Chadwick (1935, pentru descoperirea neutronului);
- Wolfgang Pauli (1945, pentru descoperirea Principiului de excludere, numit şi Principiul Pauli).
În secolul al XXI-lea, printre laureaţii Premiului Nobel pentru Fizică se regăsesc:
- Roy Glauber, John Hall şi Theodor Haensch (2005, pentru lucrările lor în domeniul luminii şi opticii);
- John C. Mather şi George F. Smoot (2006, pentru descoperirea formei de materie neagră şi a caracteristicii anizotropice a radiaţiei cosmice de fundal);
- Albert Fert şi Peter Grünberg (2007, pentru descoperirea unei tehnologii revoluţionare - magnetorezistenţă gigantică GMR - ce permite citirea informaţiei stocate pe hard-disk-uri);
- Andre Geim şi Konstantin Novoselov (2010, pentru descoperirea grafenului, o formă revoluţionară a carbonului);
- Saul Perlmutter, Brian Schmidt şi Adam Riess (2011, descoperirea faptului că Universul este în expansiune accelerată, prin observarea supernovelor îndepărtate);
- Takaaki Kajita şi Arthur B. McDonald (2015, pentru descoperirea oscilaţiilor neutrinilor, fenomen care confirmă faptul că aceste particule au masă);
- Roger Penrose, Reinhard Genzel şi Andrea Ghez (2020, pentru descoperiri ce vizează unul dintre cele mai exotice fenomene din Univers - găurile negre);
- Alain Aspect, John F. Clauser şi Anton Zeilinger (2022, pentru "experimente revoluţionare" în domeniul mecanicii cuantice);
- Pierre Agostini, Ferenc Krausz şi Anne L'Huillier (2023 pentru "metode experimentale care generează attosecunde de impulsuri luminoase pentru studierea dinamicii electronilor în cadrul materiei"), potrivit Academiei Regale Suedeze de Ştiinţe.
În anul 2024, Premiul Nobel pentru Fizică a fost atribuit cercetătorului american John Hopfield şi canadianului Geoffrey Hinton pentru descoperiri şi invenţii legate de procesul de învăţare al maşinilor prin reţele neuronale artificiale, potrivit comunicatului Comitetului Nobel. Cei doi laureaţi ai Nobelului pentru Fizică au folosit instrumentarul fizicii pentru a dezvolta metode care se află în prezent la baza procesului de învăţare al maşinilor. John Hopfield a creat o memorie asociativă ce poate stoca şi reconstrui imagini şi alte tipuri de modele în date, iar Geoffrey Hinton a inventat o metodă de identificare autonomă a unor proprietăţi ale datelor, care permite îndeplinirea unor sarcini precum identificarea anumitor elemente specifice în fotografii.
Citește și:
Premiul Nobel pentru Medicină a fost câștigat de trei cercetători, pentru studiile privind „toleranța imunitară periferică”
Editor : B.E.
