Нобелівський тиждень 2025 триває в Стокгольмі. З 6 по 13 жовтня називають лауреатів престижної премії цього року. За традицією першими оголосили володарів Нобелівської премії з медицини.
Другими назвали лауреатів Нобелівської премії з фізики. Цього року відзначили прорив у розумінні того, як квантові ефекти можуть проявлятися не лише у світі елементарних частинок, а й у системах, видимих неозброєним оком.
Володарями премії стали Джон Кларк — доктор філософії, професор Каліфорнійського університету в Берклі, Мішель Х. Деворе — доктор філософії, професор Єльського і Каліфорнійського університету та Джон М. Мартініс — доктор філософії, професор Каліфорнійського університету. Вони провели серію експериментів із надпровідним електричним колом, які вперше продемонстрували квантово-механічне тунелювання та квантовані енергетичні рівні у системі, достатньо великій, щоб її можна було тримати в руці, йдеться в заяві Нобелівського комітету.
BREAKING NEWS
— The Nobel Prize (@NobelPrize) October 7, 2025
The Royal Swedish Academy of Sciences has decided to award the 2025 #NobelPrize in Physics to John Clarke, Michel H. Devoret and John M. Martinis “for the discovery of macroscopic quantum mechanical tunnelling and energy quantisation in an electric circuit.” pic.twitter.com/XkDUKWbHpz
Квантова механіка описує явища, які відбуваються на рівні найменших частинок — електронів, атомів і молекул. Одним із таких явищ є тунелювання — коли частинка проходить крізь бар’єр, який у класичній фізиці мав би бути непрохідним. Саме цей ефект, раніше відомий лише в мікросвіті, вдалося спостерігати у макроскопічній системі, що складається з мільярдів куперівських пар — пов’язаних електронів, які рухаються без опору в надпровіднику.
Як повідомили в пресрелізі Нобелівського комітету, у 1984-1985 роках команда Кларка в Каліфорнійському університеті в Берклі створила надпровідне коло з ефектом Джозефсона — тонким ізоляційним шаром між двома надпровідниками. Цей контакт, названий на честь фізика Браяна Джозефсона, лауреата Нобеля 1973 року, дозволив контролювати взаємодію хвильових функцій двох надпровідників.
Під час експерименту система перебувала у стані, коли через неї протікав струм без будь-якої напруги — тобто без втрат енергії. Однак дослідники зафіксували моменти, коли система “тунелювала” з цього стабільного стану, створюючи короткочасну напругу. Це стало першим прямим підтвердженням макроскопічного квантового тунелювання.
Крім того, учені виявили, що система поглинає та випромінює енергію лише дискретними порціями — квантами, як і передбачає теорія квантової механіки. Коли вони подавали на коло мікрохвилі різної частоти, деякі з них викликали перехід системи на вищий енергетичний рівень. Це продемонструвало квантування енергії в системі, яку можна буквально тримати в руці.
Експеримент Кларка, Деворе та Мартініса підтвердив, що квантові ефекти не зникають на великих масштабах, якщо частинки перебувають у єдиному квантовому стані. Саме цей результат стане основою для подальшого розвитку квантових обчислень, квантової криптографії та сенсорів нового покоління.
“Столітня квантова механіка не перестає дивувати. Її фундаментальні принципи сьогодні лягають в основу цифрових технологій”, — підсумовує Олле Ерікссон, голова Нобелівського комітету з фізики.
Премія 2025 року розміром 11 мільйонів шведських крон (609,6 тисяч доларів США). Її порівну розділять між трьома лауреатами.
Минулого року премію з фізики здобули Джон Дж. Хопфілд та Джеффрі Е. Хінтон з формулюванням "за основні відкриття та винаходи, які дозволяють здійснювати машинне навчання з використанням штучних нейронних мереж".
