Nobelova nagrada za fiziku ići će u ruke Džona Klarka, Mišela Devorea i Džona Martinisa za otkrića u oblasti kvantne mehanike.
Oni su nagrađeni za rad na makroskopskom kvantnomehaničkom tunelovanju i kvantizaciji energije u električnom kolu.
Jedno od velikih pitanja u fizici jeste koliki može biti sistem koji i dalje pokazuje kvantnomehaničke efekte. Ovogodišnji dobitnici Nobelove nagrade za fiziku izveli su eksperimente sa električnim kolom u kojem su dokazali postojanje kvantnog tunelovanja i kvantizovanih energetskih nivoa u sistemu dovoljno velikom da može da stane u ruku.
Kvantna mehanika omogućava da se čestica kreće pravo kroz prepreku — proces poznat kao tunelovanje. Kada su u pitanju veliki sistemi koji sadrže mnogo čestica, kvantni efekti obično postaju zanemarljivi. Međutim, eksperimenti ovogodišnjih laureata pokazali su da se kvantne osobine mogu jasno manifestovati i u makroskopskim razmjerama.
Tokom 1984. i 1985. godine, Džon Klark, Mišel H. Devore i Džon M. Martinis sproveli su niz eksperimenata sa elektronskim kolom napravljenim od superprovodnika — materijala koji mogu provoditi električnu struju bez otpora. U kolu su superprovodnici bili razdvojeni tankim slojem izolatora, čime je formirana struktura poznata kao Džozefsonov spoj. Pažljivim mjerenjem i kontrolom svih osobina kola, naučnici su uspjeli da prouče pojave koje nastaju kada se kroz njega propusti električna struja. Na taj način, naelektrisane čestice koje su se kretale kroz superprovodnik činile su sistem koji se ponašao kao jedna čestica koja ispunjava cijelo kolo.
Ovaj makroskopski sistem koji se ponaša kao čestica u početku je bio u stanju u kojem struja teče bez napona. Sistem je „zarobljen“ u tom stanju, kao iza barijere koju ne može da pređe. U eksperimentu je pokazao svoju kvantnu prirodu tako što je uspio da „probije“ tu barijeru tunelovanjem i pređe u stanje u kojem se pojavljuje napon — čime je potvrđena promjena kvantnog stanja.
Laureati su, takođe, dokazali da se sistem ponaša u skladu s predviđanjima kvantne mehanike — da je kvantizovan, što znači da može da apsorbuje ili emituje samo tačno određene količine energije.
– Divno je moći proslaviti činjenicu da kvantna mehanika, stara više od jednog vijeka, i dalje donosi nova iznenađenja. Ona je, takođe, od neprocjenjive praktične vrijednosti, jer predstavlja osnovu čitave digitalne tehnologije – izjavio je Ole Erikson, predsjednik Nobelovog komiteta za fiziku.
Tranzistori u mikroprocesorima računara samo su jedan primjer kvantne tehnologije koja nas okružuje. Ovogodišnja Nobelova nagrada u fizici otvara mogućnosti za razvoj nove generacije kvantnih tehnologija — uključujući kvantnu kriptografiju, kvantne računare i kvantne senzore.
Izvor: nova.rs