Ученые объяснили Нобелевскую премию по физике на примере мяча и машины
Получившие Нобелевскую премию по физике ученые Джон Кларк, Мишель Деворе и Джон Мартинис сумели доказать, что квантовое туннелирование — преодоление энергетического барьера без достаточной энергии — возможно не только в микромире, но и с макроскопическими объектами, что раньше было лишь теорией, рассказали опрошенные РБК эксперты.
Обычно квантовые эффекты ассоциируются с частицами микромира — электронами, нейтронами, протонами, то есть объектами, обладающими крайне малой массой и размерами, рассказал РБК физик-ядерщик Алексей Анпилогов.
«Однако представьте систему, состоящую уже не из одной частицы, а из десятков, сотен, тысяч или даже миллионов атомов. Такая система, хоть и кажется «маленькой» по человеческим меркам, в квантовом смысле является поистине гигантской. Синхронизировать поведение всех ее составляющих чрезвычайно трудно — ведь каждая частица имеет собственные энергетические параметры», — рассказывает он.
Представить, что, например, планета, человек или даже комар могут находиться в квантовом состоянии, невозможно: их частицы рассинхронизированы, и это можно сравнить с оркестром, где каждый инструмент играет свою партию без дирижера — вместо гармонии получается какофония, продолжает Анпилогов.
Лауреаты Нобелевской премии смогли решить эту проблему: им удалось создать макроскопическую систему — электрический контур, помещающийся на ладони, — и продемонстрировать в ней квантовый туннельный эффект.
В центре исследований был Джозефсоновский контакт — два сверхпроводника, разделенные тонким слоем диэлектрика (изолятора), сообщил РБК директор Центра перспективных методов мезофизики и нанотехнологий МФТИ Василий Столяров. Ученые показали, что электрический ток может «протуннелировать» через изолирующий барьер, хотя классическая физика это запрещает, добавляет он.
«Это как если бы мяч самопроизвольно прокатился сквозь гору, а не перекатился через нее», — поясняет Столяров.
Схожий пример приводит Анпилогов: «Как если бы автомобиль оказался по другую сторону горы, не поднимаясь на вершину». В классической механике такое невозможно, но в квантовом мире — вполне реально, добавляет он.
Анпилогов говорит, что значение проведенного научного эксперимента огромно, поскольку теперь квантовые эффекты, которые уже применяются в микроэлектронике, можно будет масштабировать до гораздо более крупных и мощных устройств. Можно представить, что в будущем появятся, например, квантовые коробки передач для электромобилей или квантовые переключатели на линиях электропередачи, соединяющих электростанции с потребителями по сверхпроводящим кабелям, добавляет он.
«Это прорыв, открывающий путь к технологиям завтрашнего дня — и, возможно, уже послезавтра мы увидим их в повседневной жизни», — заключает Анпилогов.
Читайте РБК в Telegram.
Попробуйте новую функцию «ГигаЧат» — общаться голосом
Какое вино подать к ужину, если не знаешь предпочтения гостей
Как приготовить говядину в вине по-бургундски
Чем занять детей, пока взрослые общаются за столом
Как легко завести разговор в компании, где все только что познакомились
О чём надо позаботиться, если собираешься позвать много гостей
Из каких сыров и ветчин собрать тарелку закусок к вину
Что делать, если пролил красное вино на белую скатерть
Какие есть правила классической сервировки стола
Какие игры можно предложить для взрослой компании дома
Как легко запомнить имена людей, которых тебе представили
