Makroskopické kvantové tunelovanie: Prečo si laureáti Nobelovej ceny zaslúžia uznanie
Nobelisti 2025 objavili makroskopické kvantové tunelovanie – jav, kedy sa rozsiahle objekty "pritúlia" cez prekážky. Tento prelom otvára dvere novým technológiám, najmä v oblasti kvantových počítačov a zmení naše chápanie fyziky.
Tento rok si Nobelova cena za fyziku odniesli John Clark, Michael Devory a John Martinez. Možno ste sa čudovali, že toto vôbec nebolo na ich zozname tipov, ale dôvodom je, že ich práca priniesla revolúciu v našom chápaní kvantovej mechaniky a otvorila dvere k technológiám, o ktorých sme si doteraz len mysleli. Ide o makroskopické kvantové tunelovanie – jav, ktorý sa kedysi zdal len ako čistá teoretická špekulácia, ale teraz je realitou s hlbokými dôsledkami.
Čo je to vlastne kvantové tunelovanie?
Predstavte si, že ste na jednej strane steny a chcete sa dostať na druhú. Ak máte dostatok energie, jednoducho cez ňu prejdete. Ale čo ak nemáte dostatok energie? V klasickej fyzike by vás táto stena zastavila. Kvantová mechanika však hovorí niečo iné. Existuje malá šanca, že sa vaša kvantová podstata „pritúli“ cez túto bariéru, aj keď nemáte dostatok energie na to, aby ste ju prekonali!
Tento jav nazývame kvantové tunelovanie a je to jeden z najzarážajúcejších aspektov kvantovej mechaniky. Je základom fungovania mnohých moderných technológií, ako sú napríklad elektrónové mikroskopy, ktoré umožňujú vedcom pozorovať povrchy materiálov na úrovni jednotlivých atómov.
Makroskopické kvantové tunelovanie: Keď sa kvantové javy prejavujú vo veľkom
Doterajšie experimenty s kvantovým tunelovaním sa zameriavali na veľmi malé častice, ako sú elektróny. Ale čo ak by sme mohli pozorovať tento jav u rozsiahlejších objektov? Práve to dokázali laureáti Nobelovej ceny 2025.
Clark, Devory a Martinez skúmali prúd v supravodivých drôtoch – materiály, ktoré vedú elektrinu bez akéhokoľvek odporu pri veľmi nízkych teplotách. Zistili, že pod určitými podmienkami môže celý prúd, ktorý sa skladá z miliónov elektrónov, „pretunelovať“ cez prekážku – v tomto prípade malú medzeru v drôte.
Je to ako keby sa obrovský dav ľudí náhle a súčasne presunul na druhú stranu steny bez toho, aby ju fyzicky prekonal! Toto je makroskopické kvantové tunelovanie – jav, ktorý predtým považovali za nemožný.
Kľúčové poznatky
- Nobelova cena 2025: Udelená Johnovi Clarkovi, Michaelovi Devorymu a Johnovi Martinezovi za objav makroskopického kvantového tunelovania.
- Kvantové tunelovanie: Fenomén, kedy sa kvantová podstata môže „pritúliť“ cez bariéru aj bez dostatočnej energie.
- Supravodivé drôty: Materiály, ktoré vedú elektrinu bez odporu pri nízkych teplotách a umožnili pozorovanie makroskopického tunelovania.
- Dopad na technológie: Tento objav otvoril dvere pre nové technológie, najmä v oblasti kvantových počítačov.
Prečo je to také dôležité?
Objav makroskopického kvantového tunelovania mal obrovský dopad na fyziku a technológiu. Počas desaťročí po ich objave sa vedci zamýšľali nad interpretáciou kvantovej mechaniky, no teraz ju môžu skúmať v čistých laboratóriách.
Najdôležitejším dôsledkom je, že tento jav umožnil vznik kvantových počítačov. Kvantové počítače využívajú kvantové javy, ako je tunelovanie, na vykonávanie výpočtov, ktoré sú pre klasické počítače príliš zložité. Práve vďaka makroskopickému tunelovaniu sa stali kvantové počítače realitou a nie len teoretickou možnosťou.
Budúcnosť kvantových technológií
Hoci kvantové počítače sú stále v ranom štádiu vývoja, majú potenciál zmeniť svet spôsobmi, ktoré si dnes len ťažko vieme predstaviť. Od objavovania nových liekov po optimalizáciu logistiky a vytváranie nových materiálov – možnosti sú takmer neobmedzené.
Objav makroskopického kvantového tunelovania bol kľúčovým krokom na ceste k tejto budúcnosti. Ukázal, že kvantové javy nie sú len teoretickými kuriozitami, ale majú reálnu a praktickú hodnotu.
Záverečné úvahy
Nobelova cena za fyziku 2025 je zaslúženou poctou pre Clarka, Devoryho a Martineza. Ich práca priniesla revolúciu v našom chápaní kvantovej mechaniky a otvorila dvere k novým technológiám, ktoré zmenia svet. Je to pripomienka toho, že aj tie najzarážajúcejšie javy vo vesmíre môžu mať praktické využitie a že veda je neustály proces objavovania a inovácie.
Zdroje:
- Nobel Prize website: https://www.nobelprize.org/
- Sabine Hossenfelder's YouTube channel: https://www.youtube.com/@sabinehossenfelder
Hodnotenie článku:
Makroskopické kvantové tunelovanie: Prečo si laureáti Nobelovej ceny zaslúžia uznanie
Osoby v článku
Približne 126 gCO₂ bolo uvoľnených do atmosféry a na chladenie sa spotrebovalo 0.63 l vody za účelom vygenerovania tohoto článku.
Komentáre ()