Нобелівську премію з фізики-2025 присудили за відкриття у квантовій механіці

Нобелівську премію з фізики 2025 року присудили британцю Джону Кларку, американцю Джону М. Мартінісу та французу Мішелю Деворе.

Про це оголосив Нобелівський комітет Каролінського інституту у Швеції.

Як зазначили в комітеті, нагороду вчені отримали за видатні досягнення у галузі квантової механіки.

Вчених, зокрема, відзначили за відкриття макроскопічного квантово-механічного тунелювання та квантованих рівнів енергії в електричному колі.

Як зазначається у пресрелізі Нобелівського комітету, одне з головних питань сучасної фізики полягає в тому, наскільки великою може бути система, в якій проявляються квантово-механічні ефекти.

Дослідники провели серію експериментів з електричним ланцюгом, під час яких змогли продемонструвати: як тунельний ефект, так і квантовані рівні енергії - у системі настільки великій, що її буквально можна тримати в руці.

Нобелівська премія з фізики цього року відкрила шлях до створення квантових технологій нового покоління — зокрема, квантової криптографії, квантових комп'ютерів і квантових сенсорів.

Квантовый туннель

Лауреати цьогорічної премії експериментально показали, що квантово-механічні властивості можуть проявлятися в макроскопічному масштабі.

У 1984 і 1985 роках Джон Кларк, Мішель Деворе та Джон Мартініс провели серію експериментів з електричною схемою, побудованою із надпровідників — компонентів, які можуть проводити струм без електричного опору.

У їхній схемі надпровідникові компоненти були розділені тонким шаром непровідного матеріалу — так званий джозефсонівський контакт (ефект Джозефсона — проходження надпровідного струму через тонкий шар діелектрика, який розділяє два надпровідники).

Покращивши та вимірявши всі різні властивості своєї схеми, вчені змогли контролювати й досліджувати явища, що виникають під час проходження струму через неї.

Разом заряджені частинки, які рухалися через надпровідник, утворювали систему, що поводилася так, ніби вони були однією частинкою, яка заповнює всю схему.

Ця макроскопічна система, схожа на частинку, спочатку перебуває в стані, у якому струм тече без напруги. Система "замкнена" в цьому стані, ніби за бар'єром, який не може подолати.

Під час експерименту система проявляє свій квантовий характер — вона здатна вийти зі стану нульової напруги завдяки тунелюванню. Зміну стану вчені фіксують за появою електричної напруги.

Лауреати також продемонстрували, що система поводиться саме так, як передбачає квантова механіка — вона поглинає або випромінює лише певні порції (кванти) енергії.

"Дивовижно, що квантова механіка, якій уже понад сто років, продовжує дарувати нам нові відкриття. Ба більше — вона надзвичайно корисна, адже лежить в основі всіх цифрових технологій", — зазначив Олле Ерікссон, голова Нобелівського комітету з фізики.

Транзистори в мікрочипах комп'ютерів — один з прикладів квантових технологій, які вже сьогодні нас оточують.

Нобелівська премія з фізики

У 2024 році Нобелівську премію з фізики отримали Джон Гопфілд та Джеффрі Гінтон — за відкриття, що заклали підґрунтя для розвитку нейронних мереж і сучасного штучного інтелекту.

З моменту заснування у 1901 році премію з фізики вручали 118 разів, а її лауреатами стали 225 учених.

Наймолодшим із них був Лоренс Брегг, який отримав нагороду у 1915 році у 25-річному віці.

Найстаршим — Артур Ешкін, лауреат 2018 року, якому на той час було 96 років.

Так званий Нобелівський тиждень традиційно проходить у Стокгольмі на початку жовтня.

Першими оголошують лауреатів у галузі медицини та фізіології, потім — з фізики, хімії, літератури, а на завершення тижня називають лауреата Нобелівської премії миру.

Цю відзнаку, на відміну від інших, присуджує не Шведська, а Норвезька академія наук. Її можуть отримати як окремі особи, так і цілі організації.

З 1969 року також вручається премія з економіки пам'яті Альфреда Нобеля, заснована за ініціативою Банку Швеції. Її цьогорічного лауреата оголосять у понеділок.

Фізика була першою наукою, згаданою в заповіті Альфреда Нобеля. Саме Шведська королівська академія наук має право присуджувати цю премію.

Академію засновано у 1739 році, і сьогодні в її складі — близько 450 шведських та 180 іноземних учених.

Членів Нобелівського комітету обирають зі складу академії строком на три роки.