名科|让量子现象“肉眼可见”——2025年诺贝尔物
栏目:成功案例 发布时间:2025-10-08 09:45
新华社斯德哥尔摩10月7日科普|让量子现象“肉眼可见”——2025年诺贝尔物理学奖翻译结果
新华社记者 郭爽 张肇庆 朱浩辰
在体积力学诞生一百周年之际,瑞典皇家科学院7日将2025年诺贝尔物理学奖授予约翰·克拉克、米歇尔·H·德沃尔和约翰·M·马蒂尼斯三位物理学家。这些是他们在前人一个世纪的探索基础上的领先发现,让我们“看到”了有时只存在于微观王国的体积现象,也为新一代体积技术的发展奠定了坚实的基础。
系列领导力实验
体积力学以“奇特”和“反直觉”的奇迹而闻名。例如,在阳光灿烂的日子里,当我们向墙上扔一个球时,它每次都会返回。然而,在显微镜下IC世界,单个谷物“穿过墙”。这种量子机械现象称为隧道效应的量。
在1980年代,赢得该奖项的三名科学家在加利福尼亚大学伯克利分校进行了一系列开创性的实验。他们建造了一个电路,其中包括两个超导体,并用一层薄薄的材料将它们分开,这些材料完全不可抗拒。在此实验中,他们表明超导体中的所有带电颗粒都可以均匀地作用,好像单个颗粒填充了整个电路一样。
该系统首先在没有电压但流向超导体流动的状态下“被困”。在实验中,该系统证明了数量性能,通过隧道效应成功地从零电压中“逃脱”,并产生了可测量的宏观效应 - 明显的电压。这意味着他们已经实现了宏观量子隧道。实验还表明该系统是Counted,这意味着它只能吸收或释放特定能级的能量,这符合体积力学的预言。
一些物理学家利用著名的“薛定谔猫”与体积力学的相似之处,认为这次诺贝尔奖的结果成为了思考手掌中可见电路的原始实验。虽然这个回路系统与猫不同,但在医生眼中它和它们一样重要。
基于一个世纪的探索
体积力学诞生于1925年,经过一个世纪的发展,成为现代物理学的重要基础。此次诺贝尔奖的成果也是基于上个世纪相关领域科学家孜孜不倦的探索。
1928年,物理学家乔治·伽莫夫研究了重原子核的α简并,并首次提出隧道效应的影响可以解释衰变过程,从而为该应用奠定了基础核物理中的隧道理论。随后,物理学界迅速开始研究许多粒子同时参与的现象,并将注意力转向超导性。
这条研究道路上出现了许多耀眼的名字。在超导材料中,电子可以发展“并发舞蹈”“库珀对”。这个名字来自莱昂·库珀(Leon Cooper),他因在超导领域的研究贡献而获得 1972 年诺贝尔物理学奖。如果两个超导体通过一层薄薄的绝缘层连接起来,就会形成“约瑟夫森结”,该结源自布赖恩·约瑟夫森,他因相关研究获得了 1973 年诺贝尔物理学奖。
基于这些先驱者的成就,今年获奖体积的三个物理现象首次通过“约瑟夫森结”实验得到证实,当超导体中的“库珀对”共同呈现体积状态时,整个电路可以实现隧道效应。g 像单个颗粒一样转变 传统认知认为,效应量只存在于微观世界中。
通往新世界
诺贝尔物理学委员会主席奥勒·埃里克森当天表示,力学在上个世纪带来了新的惊喜,而且很好用,为数字技术提供了基础。例如,计算机芯片中的微晶体管就是我们周围成熟体积技术实际应用的一个例子。
诺贝尔奖告诉物理学家,今年的诺贝尔物理学奖为下一代体积技术的发展提供了机会,包括体积密码学、计算机体积和体积传感器。
诺贝尔物理委员会委员伊娃·奥森当天接受新华社采访时表示,今年的获奖打开了“另一个世界”的大门,使人们能够在更大的尺度上研究体积力学的世界。许多数Ries目前正在对计算机量等音量力学进行研究,我相信该领域将来会给我们带来更多惊喜。
亚尔森强调,国际合作对于促进相关领域的发展很重要,并且通过国际合作实现了许多重大成就。他说,他与来自中国,欧洲,韩国和日本等许多国家的同事进行研究,从而使研究更深入,多样化。
他说:“科学是人类之一。”在科学领域,“国际合作是找到未来解决方案的关键,这也是诺贝尔意志的本质。”
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