Idén a fizikai Nobel-díjat a kvantummechanikai kutatások elismeréseként ítélték oda.

A svéd fővárosban, Stockholmban kedden bejelentették, hogy a fizikai Nobel-díjat idén három kiemelkedő tudós, a brit John Clarke, a francia Michel H. Devoret és az amerikai John M. Martinis nyerte el. Az elismerést a makroszkopikus kvantummechanikai alagúteffektus és az energiakvantálás elektromos áramkörökben történő felfedezéséért kapták, melyek forradalmasíthatják a kvantumtechnológia jövőjét.

Az Egyesült Államokban dolgozó három tudós eredményei lehetőséget teremtettek a következő generációs kvantumtechnológia fejlesztésére, beleértve a kvantumkriptográfiát, a kvantumszámítógépeket és a kvantumérzékelőket - emelték ki az akadémia közleményében.

A fizika egyik izgalmas kihívása, hogy milyen méretű rendszerek képesek még megmutatni a kvantummechanika rejtelmeit. Az idei Nobel-díjas kutatók egy innovatív elektromos áramkörön végzett kísérleteik során sikeresen bizonyították a kvantummechanikai alagúteffektust és a kvantált energiaszinteket. Ami különlegessé tette ezt a kísérletet, az az volt, hogy a rendszer mérete már elég nagy volt ahhoz, hogy az ember kézbe vegye – emelték ki a tudósok.

A kvantummechanika lenyűgöző jelenségeket tesz lehetővé, például az alagúteffektus révén egy részecske képes átsuhanni egy látszólagos akadályon. Amikor azonban számos részecske vesz részt a folyamatban, a kvantummechanikai hatások általában elhanyagolhatóvá válnak. A Nobel-díjas kutatók kísérletei azonban arra világítottak rá, hogy a kvantummechanikai jelenségek makroszkopikus méretekben is kézzelfogható formát ölthetnek - olvasható a Nobel-díj hivatalos honlapján.

Felidézték, hogy 1984-ben és 1985-ben John Clarke, Michel H. Devoret és John M. Martinis egy sor kísérletet végzett egy - az áramot ellenállás nélkül vezető - szupravezetőkből épített elektromos áramkörrel. Az áramkörben a szupravezető részeket egy 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, részecskeszerű rendszer kezdetben olyan állapotban van, amelyben az áram feszültség nélkül áramlik. A rendszer ebben az állapotban ragad, mintha egy áthatolhatatlan akadály mögött lenne. A kísérletben a rendszer kvantumjellegét mutatja, amikor az alagúteffektus révén sikerül kilépnie a nulla feszültségű állapotból. A rendszer megváltozott állapotát a feszültség megjelenése jelzi, ami makroszkopikus tulajdonsága az áramkörnek.

A díjazottak sikeresen alátámasztották, hogy a rendszer a kvantummechanika elmélete által megjósolt módon működik – kvantált, azaz kizárólag meghatározott mennyiségű energiát képes befogadni vagy kibocsátani.

"Fantasztikus élmény megünnepelni, hogy a több száz éves kvantummechanika folyamatosan új és izgalmas felfedezéseket kínál. Ez nemcsak lenyűgöző, hanem rendkívül hasznos is, hiszen a kvantummechanika képezi a digitális technológiák alapját" - emelte ki Olle Eriksson, a fizikai Nobel-bizottság elnöke.

John Clarke 1942-ben született Cambridge-ben, és jelenleg a Kaliforniai Egyetem Berkeley-i intézményének tudósa. A Párizsból származó, 72 éves Michel H. Devoret 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 jár, amelyet a tudósok között egyenlő arányban osztanak fel.

A díjat a hagyományok szellemében december 10-én adják át, ezzel is tisztelegve Alfred Nobel emlékének, aki ezen a napon hunyt el.

Tavaly John J. Hopfield és Geoffrey E. Hinton kapták meg a fizikai Nobel-díjat, elismerve azokat az alapvető felfedezéseiket és innovációikat, amelyek alapvetően hozzájárultak a mesterséges neurális hálózatok alkalmazásával működő gépi tanulás fejlődéséhez.