Švédský Karolínský institut v úterý v 11:45 oznámil jména tří vědců, které ocenil Nobelovou cenou za fyziku. Jsou to John Clark a John M. Martinis z Kalifornské univerzity a Michel H. Devoret, který vedle této univerzity působí i na Yale University.
Letošní laureáti Nobelovy ceny provedli experimenty s elektrickým obvodem, v nichž demonstrovali jak kvantově mechanický tunelový jev, tak kvantované energetické hladiny v systému, který byl dostatečně velký, aby se vešel do dlaně.
Tento výzkum poskytl příležitosti pro vývoj nové generace kvantových technologií, včetně kvantové kryptografie, kvantových počítačů a kvantových senzorů. Ale přispěl i k dalšímu vývoji takových technologií, jako jsou tranzistory v počítačových mikročipech.
Trojice oceněných dosáhla významného pokroku při zkoumání elektronických obvodů sestaveným ze supravodičů. To jsou zpravidla vysoce podchlazené součástky, které mohou vést proud bez elektrického odporu.
Při zkoumání těchto systémů mezi lety 1984 a 1985 využili v obvodu dva supravodivé komponenty oddělené tenkou vrstvou nevodivého materiálu, což je uspořádání známé jako Josephsonův přechod či spoj. Vylepšením a měřením všech různých vlastností tohoto obvodu byli schopni kontrolovat a zkoumat jevy, které vznikaly, když jím procházel proud. Zjistili, že společně tvořily nabité částice pohybující se supravodičem systém, který se choval, jako by se jednalo o jedinou částici, která vyplňovala celý obvod.
„Tento makroskopický systém podobný částici je zpočátku ve stavu, ve kterém proud teče bez jakéhokoli napětí. Systém je uvězněn v tomto stavu, jako by byl za bariérou, kterou nemůže překročit,“ popisují vědci z Karolinského institutu experiment.
Jinými slovy nemá dostatek energie k úniku. V experimentu systém projevuje svou kvantovou povahu tím, že pomocí tunelování uniká ze stavu nulového napětí a generuje elektrické napětí. Laureáti také dokázali, že systém je kvantován, což znamená, že absorbuje nebo vyzařuje energii pouze v určitých množstvích.
Podle nich v tomto experimentu systém projevuje svou kvantovou povahu tím, že se mu podaří uniknout ze stavu nulového napětí tunelováním a mohl tak procházet z jednoho stavu do druhého, jako by procházel přímo skrz zeď.
Vědci tak prokázali, že lze kvantový tunelový jev pozorovat v makroskopickém měřítku za účasti mnoha částic. Laureáti také dokázali, že systém se chová způsobem předpovězeným kvantovou mechanikou – je kvantován, což znamená, že absorbuje nebo vyzařuje pouze specifické množství energie.
Nobelovu cenu za fyziku již získalo 229 odborníků
Od roku 1901 do 2025 již bylo toto ocenění uděleno 119krát a jen dvakrát mířilo k jednomu člověku. K předchozím 226 oceněným tak nyní Karolínský institut přidal další tři, kteří se o letošní cenu podělí.
Spekulace a odhady o letošních laureátech se nejvíce se točili kolem oblasti kvantové fyziky a kvantových počítačů. Což se nakonec potvrdilo. Zpřesnění těchto odhadů přitom nepomáhá ani to, že jednání o Nobelových cenách a nominace jsou drženy v tajnosti po dobu 50 let.
Loni bylo ocenění uděleno vědcům zkoumajícím strojové učení za pomoci neuronových sítí, což se dá považovat za základ nynějšího boomu umělé inteligence. Předloni Nobelova cena mířila ke třem fyzikům, jejichž práce umožnila sledovat svět elektronů uvnitř atomů a molekul na úrovni attosekundových procesů.
Nejvýznamnější ocenění v oboru fyziky je dotováno jedenácti miliony švédských korun (přes 24 milionů korun českých). Ve středu bude oznámeno, kdo získá cenu za chemii, ve čtvrtek za literaturu.
Oprava: V textu byl zaměněn počet udělených cen za počet laureátů
