Mecanica cuantică permite unor particule să traverseze bariere aparent de netrecut, printr-un proces numit tunelare cuantică. De obicei, aceste efecte POT fi observate doar la scară microscopică — în atomi și particule subatomice. Totuși, experimentele realizate de laureații din acest an au arătat că aceleași legi pot fi aplicate și la scară macroscopică, în sisteme suficient de mari încât pot fi ținute în palmă.
„Experimentele laureaților au demonstrat că proprietățile mecanicii cuantice pot fi concretizate la scară macroscopică”, a transmis Adunarea Nobel, subliniind impactul revoluționar al cercetării.
🗞️ Citește și Acestea
Cum au adus cercetătorii tunelarea cuantică în circuite reale
În anii 1984 și 1985, John Clarke, Michel H. Devoret și John M. Martinis au efectuat o serie de experimente inovatoare cu circuite electronice realizate din materiale supraconductoare – componente care pot conduce curentul fără rezistență electrică și fără pierderi de energie, potrivit The Guardian.
Cercetările au fost efectuate pe un cip supraconductor, în care elementele erau separate de un strat subțire de material neconductor – o configurație cunoscută sub numele de joncțiune Josephson. Prin perfecționarea acestor circuite și măsurarea precisă a proprietăților lor, oamenii de știință au reușit să controleze fenomenele cuantice care apăreau atunci când prin ele trecea curent electric.
Un sistem cuantic la scară umană
În interiorul circuitului, particulele încărcate electric se mișcau colectiv, comportându-se ca o singură particulă cuantică ce ocupa întregul sistem. Acest ansamblu putea transporta curent electric chiar și în absența unei tensiuni aplicate, însă rămânea blocat într-o stare stabilă din cauza unei bariere energetice.
Datorită efectelor cuantice, sistemul reușea totuși să „scape” din această stare — un proces imposibil în fizica clasică. Fenomenul este cunoscut sub numele de tunelare cuantică și poate fi imaginat, după cum explică cercetătorii, „ca și cum o bilă ar trece direct printr-un perete, fără să-l spargă”.
Un pas uriaș pentru tehnologia viitorului
Până la aceste experimente, oamenii de știință considerau că fenomenele cuantice nu pot fi observate decât în lumea invizibilă a particulelor subatomice. Descoperirile celor trei laureați au schimbat această perspectivă, demonstrând că efectele mecanicii cuantice pot fi măsurate și manipulate la nivel de circuite reale, potrivit Reuters.
„Este minunat să putem celebra modul în care mecanica cuantică, veche de un secol, oferă în permanență noi surprize. Este, de asemenea, extrem de util, deoarece mecanica cuantică este fundamentul întregii tehnologii digitale”, a declarat Olle Eriksson, președintele Comitetului Nobel pentru Fizică.
