Academia Regală Suedeză de Științe a anunțat miercuri că Premiul Nobel pentru Fizică din 2025 le este acordat cercetătorilor John Clarke, Michel H. Devoret și John M. Martinis „pentru descoperirea tunelării cuantice macroscopice și cuantificării energiei într-un circuit electric”.

FOTO: Arhivă

„O întrebare importantă în fizică este dimensiunea maximă a unui sistem care poate demonstra efectele mecanicii cuantice. Laureații Premiului Nobel din acest an au realizat experimente cu un circuit electric în care au demonstrat atât tunelarea cuantică, cât și nivelurile cuantificate de energie într-un sistem suficient de mare încât să poată fi ținut în mână control”, a explicat Comitetul Nobel.

Mecanica cuantică permite unei particule să treacă printr-o barieră aparent impenetrabilă, fenomen numit tunelare. În mod obișnuit, efectele cuantice dispar atunci când este implicat un număr mare de particule. Experimentele celor trei oameni de știință au demonstrat însă că proprietățile cuantice pot fi observate și la scară macroscopică.

În 1984 și 1985, John Clarke, Michel H. Devoret și John M. Martinis au efectuat o serie de experimente folosind un circuit electronic bazat pe supraconductori, materiale care conduc curentul fără rezistență. Aceste componente erau separate printr-un strat subțire de material neconductiv, formând o joncțiune Josephson. Prin controlul precis al proprietăților circuitului, cercetătorii au reușit să observe fenomenele cuantice generate de trecerea curentului.

Particulele încărcate care se deplasau prin supraconductor se comportau colectiv ca o singură particulă care ocupa întregul circuit. Sistemul se afla inițial într-o stare fără tensiune, blocat de o barieră energetică. În timpul experimentelor, acesta a reușit să scape din starea respectivă prin tunelare cuantică, fenomen detectat prin apariția unei tensiuni măsurabile.

Laureații au arătat și că sistemul este cuantificat, adică absoarbe sau emite doar cantități discrete de energie – exact așa cum prezice teoria mecanicii cuantice.

„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”, a declarat Olle Eriksson, președintele Comitetului Nobel pentru Fizică.

Comitetul a amintit că tehnologiile cuantice nu sunt doar concepte teoretice, ci fundamentele lumii moderne: „Tranzistoarele din microcipurile computerelor sunt un exemplu de tehnologie cuantică consacrată care ne înconjoară.”