Królewska Szwedzka Akademia Nauk po raz kolejny nas zaskoczyła! Tegoroczna Nagroda Nobla w dziedzinie fizyki trafiła do trzech amerykańskich naukowców: Johna Clarke’a, Michela H. Devoreta oraz Johna M. Martinisa. Zostali oni docenieni za odkrycie, które przesuwa granice naszego postrzegania rzeczywistości – udowodnili, że efekty kwantowe mogą zachodzić w obiektach na tyle dużych, że można je zobaczyć gołym okiem.
Kwantowy świat na wyciągnięcie ręki
Do tej pory mechanika kwantowa kojarzyła nam się głównie ze światem atomów i cząstek elementarnych. Słynny kot Schrödingera uczył nas, że w naszej codziennej skali trudno oczekiwać kwantowych dziwactw. Laureaci Nobla postanowili jednak sprawdzić, gdzie dokładnie leży granica między mikro- a makroświatem. I okazało się, że jest ona znacznie bardziej płynna, niż sądziliśmy.
Jak prąd nauczył się przechodzić przez ścianę?
W serii eksperymentów przeprowadzonych jeszcze w latach 80., badacze stworzyli specjalny obwód elektryczny z nadprzewodników. W odpowiednich warunkach płynący w nim prąd zaczął zachowywać się jak jedna, gigantyczna „cząstka kwantowa”.
Jednym z najbardziej zdumiewających zjawisk kwantowych jest tunelowanie – wyobraźmy sobie piłkę, która zamiast odbić się od ściany, po prostu przez nią przenika. Nobliści zaobserwowali dokładnie to zjawisko w swoim układzie! Ich „makrocząstka” była początkowo uwięziona w stanie o zerowym napięciu, ale ku zdumieniu badaczy, zdołała pokonać barierę energetyczną i „przetunelować” do stanu, w którym pojawiło się napięcie. To był ostateczny dowód na to, że kwantowe zasady obowiązują nie tylko w świecie atomów.
Od eksperymentu do komputera kwantowego
To odkrycie to nie tylko naukowa ciekawostka. Otworzyło ono drzwi do rozwoju technologii kwantowych nowej generacji, takich jak ultra-bezpieczna kryptografia, niezwykle czułe sensory czy potężne komputery kwantowe. Jak podkreślił Olle Eriksson, przewodniczący Komitetu Noblowskiego, wspaniale jest obserwować, jak licząca sto lat mechanika kwantowa nieustannie oferuje nowe niespodzianki, będąc jednocześnie fundamentem dla wszystkich technologii cyfrowych.
Nagrodzone odkrycie to symboliczny most między dwoma światami. Pokazuje, że zjawiska, które kiedyś wydawały się czystą abstrakcją, dziś napędzają technologie jutra.
Fotografia, źródło: Niklas Elmehed © Nobel Prize Outreach / Shutterstock
