08/10/2025
🧠 Nagroda Nobla z fizyki za pokazanie, że mechanika kwantowa działa również na duże obiekty
Laureatami są John Clarke, Michel H. Devoret i John M. Martinis.
⚛️ Przyzwyczailiśmy się już, że mechanika kwantowa to taki dziwny kawałek fizyki, który znakomicie brzmi w ciekawych opowiastkach, ale tak na co dzień pozostaje raczej ciekawostką (to nieprawda, ale o tym za chwilę).
Wszystko dlatego, że zjawiska kwantowe zachodzą na poziomie pojedynczych cząstek. Wiecie, te elektrony, które „wiedzą”, czy je ktoś obserwuje, teleportacje i inne tam takie.
✊ Laureaci nagrody Nobla z fizyki pokazali, że jedno ze zjawisk z obszaru mechaniki kwantowej, tunelowanie, zachodzi również dla obiektów, które widać gołym okiem. Ba, nawet można je zacisnąć w garści.
🎯 Tunelowanie sprawia, że cząstka czasem może przejść przez barierę, której teoretycznie nie powinna móc pokonać. To tak, jakbyśmy rzucali piłką o ścianę i od czasu do czasu ta piłka, zamiast się odbić, przelatywałaby sobie przez tę ścianę. No, sytuacja trochę niezręczna… Tymczasem w skali atomowej to właściwie codzienność.
🏀 Na co dzień średnio nas to martwi, bo obiekty makroskopowe, jak ta piłka, po prostu odbijają się od ściany i machlojki mechaniki kwantowej nie mają na nie wpływu.
⚙️ Eksperymenty, za które przyznano Nobla, polegały na zbudowaniu całkiem sporego, bo mającego około centymetra, obwodu elektrycznego, w którym wykorzystano nadprzewodnik. Obwód ten rozdzielony był barierą, która powinna być niemożliwa do przekroczenia – o ile udajemy, że nie ma mechaniki kwantowej.
💡 Dzięki nadprzewodnictwu wszystkie elektrony w układzie zachowywały się jak jedna wielka cząstka. A mimo tych zdecydowanie sporych rozmiarów zjawisko tunelowania nadal zachodziło. Mieliśmy więc zdecydowanie makroskopowy układ, który zachowywał się zgodnie z zasadami mechaniki kwantowej.
🐯 Z punktu widzenia fizyki to tak, jakbyśmy pokazali, że kot Schrödingera faktycznie może istnieć — czyli być jednocześnie martwy i żywy. Bo kot jest zdecydowanie obiektem makroskopowym (co dobitnie widać, kiedy kładzie się na klawiaturze), a mimo tego mogłyby na niego oddziaływać zjawiska kwantowe.
🔐 Na szczęście nikt martwo-żywych kotów nie produkuje, za to efekty badań noblistów przekładają się na rozwój technologii takich jak kwantowe czujniki, kryptografia czy komputery.
☀️ A, no i miałem napisać, dlaczego to nieprawda, że na co dzień mechanika kwantowa to tylko ciekawostka. Otóż bez znajomości jej reguł nie zadziałałyby współczesne układy scalone, rezonans magnetyczny, zegary atomowe czy nawet fotowoltaika, w sprawie której na pewno już dzwoniła do Was ta sztuczna pani.
☕ Jeśli mój tekst przydał Ci się, coś wyjaśnił lub po prostu Cię zaciekawił, to może chcesz mi postawić kawę? Będę baaardzo wdzięczny
