Торжественное объявление Нобелевской премии по физике 2025 года ознаменовало признание новаторского вклада Джона Кларка, Мишеля Х. Деворе и Джона М. Мартиниса. Их заслуга заключается в демонстрации макроскопического квантово-механического туннелирования и явления квантования энергии в электрических цепях. Это достижение, уходящее корнями в середину 1980-х годов, стало мостом между миром субатомных явлений и осязаемой реальностью, которую мы можем воспринять.
Джон Кларк, профессор-эмерит Калифорнийского университета в Беркли (83 года), Мишель Деворе, профессор Йельского университета и Калифорнийского университета в Санта-Барбаре (72 года), и Джон Мартинис, профессор Калифорнийского университета в Санта-Барбаре (67 лет), провели серию экспериментов, которые перевернули представления о границах применимости квантовой механики. Их прорыв состоялся в 1984 и 1985 годах, когда они смогли зафиксировать туннельный эффект — способность частицы преодолевать энергетический барьер, даже если её энергия ниже высоты этого барьера — в системе, состоящей из миллиардов частиц, а не отдельных атомов. Исследователи использовали сверхпроводящие электрические контуры, где электроны, объединенные в пары Купера, демонстрировали коллективное туннелирование через тонкий диэлектрический слой, известный как контакт Джозефсона.
Суть работы лауреатов заключалась в том, что они перенесли квантовые эффекты из микромира в область, доступную для прямого наблюдения, используя чип размером около сантиметра. Это не просто академический интерес; их фундаментальные изыскания стали краеугольным камнем для создания квантовых вычислительных систем, высокочувствительных сенсоров и систем криптографической защиты нового поколения. Как отметил председатель Нобелевского комитета по физике Олле Эриксон, столетняя квантовая механика продолжает преподносить сюрпризы и остается основой всех современных цифровых технологий, включая транзисторы в микрочипах.
Предсказание туннелирования в системах, где ток протекает между двумя сверхпроводящими слоями через диэлектрик, было сделано еще Брайаном Джозефсоном в 1962 году, однако его наблюдали лишь в микроскопических масштабах. Работа Кларка, Деворе и Мартиниса стала тем шагом, который сделал этот эффект макроскопически ощутимым. Сам туннельный эффект, предсказанный ранее Фридрихом Хундом, объясняет такие явления, как радиоактивный альфа-распад и термоядерный синтез в звездах.
Торжественная церемония вручения наград намечена на 10 декабря 2025 года в Стокгольме. Эти достижения служат напоминанием о том, что самые глубокие законы мироздания, однажды открытые, неизбежно становятся инструментами для формирования нашего завтрашнего дня.