Нобелевская премия 2025 года по физике досталась трем американским ученым — Джону Кларку (Калифорнийский университет в Беркли), Мишелю Деворе (Йельский университет* и Калифорнийский университет в Санта-Барбаре) и Джону Мартинису (Калифорнийский университет в Санта-Барбаре) «за открытие макроскопического квантово-механического туннелирования и квантования энергии в электрической цепи», сообщает Нобелевский комитет по физике.
Квантовая механика позволяет частице проходить сквозь барьер с помощью процесса, которые называется туннелированием. При большом числе частиц квантово-механические эффекты обычно становятся незначительными. Однако опыты лауреатов разрушили это представление, показав, что квантовая физика может действовать в довольно больших системах, например, таких, которые могут уместиться в руке.
В 1984 и 1985 годах Джон Кларк, Мишель Деворе и Джон Мартинис провели серию экспериментов с электронной цепью, построенной из сверхпроводников (материалов, способных проводить ток без сопротивления). Сверхпроводящие компоненты были разделены тонким слоем непроводящего материала — устройством, известным как джозефсоновский переход. Уточняя и измеряя свойства цепи, ученые смогли контролировать и исследовать явления, возникающие при пропускании тока через нее. Заряженные частицы, движущиеся через сверхпроводник, вместе составляли систему, которая вела себя так, как если бы они были единой частицей, заполняющей всю цепь.
«Эта макроскопическая система, подобная частице, изначально находится в состоянии, в котором ток протекает без напряжения. Система оказывается запертой в этом состоянии, словно за барьером, который она не может преодолеть. В эксперименте система проявляет свою квантовую природу, преодолевая состояние нулевого напряжения посредством туннелирования. Изменение состояния системы регистрируется по появлению напряжения», — говорится в сообщении комитета.
Лауреатам показали также, что система ведет себя в соответствии с предсказаниями квантовой механики: она квантуется, то есть поглощает или испускает только определенное количество энергии. Это открытие дало возможности для разработки следующего поколения квантовых технологий, включая квантовую криптографию, квантовые компьютеры и квантовые датчики.
Размер приза составит 11 млн шведских крон (около 96 млн руб.), сумма будет поровну разделена между лауреатами.
Ранее Наука Mail рассказывала о лауреатах Нобелевской премии по физиологии и медицине.
*Йельский университет признан нежелательной организацией в России
