Купить
Нобелевская премия по физике присуждена американцам Джону Кларку и Джону Мартинису и французу Мишелю Деворе за открытие макроскопического квантово-механического туннелирования и квантования энергии в сверхпроводящей электрической цепи. В переводе с языка физиков это означает невероятное: распространение эффектов квантового мира на мир обычный.
Ранее считалось, что только в квантовой физике, оперирующей масштабами менее одного нанометра — одной миллиардной доли метра, частицы, словно призраки, могут проходить сквозь стены; для классической же физики это представлялось полным безумием. Однако работы лауреатов показали, что все не совсем так. Проникновение сквозь непреодолимый барьер или, по-научному, квантовое туннелирование возможно не только на уровне элементарных частиц, атомов и молекул, но и на макроуровне — в виде управляемого макроскопического электрического тока во вполне реальной, видимой сверхпроводящей цепи. Это, конечно, не равно проникновению человека сквозь закрытую дверь, но уже кое-что более существенное, чем кванты.
Туннелирование по-большому
Итак, в 1985 году в Калифорнийском университете в Беркли ученые собрали электрическую цепь из двух сверхпроводников, разделенных тонким изолятором, — такую конструкцию называют джозефсоновским контактом. В этой системе ток должен был течь с нулевым сопротивлением, как идеальная река, — без трения и напряжения, но огромное количество заряженных частиц неожиданно начали вести себя синхронно, словно одна гигантская квантовая частица, просачиваясь через непроводящий барьер и передавая энергию порциями, как у атомов. Измеряя скачки напряжения в своей экспериментальной сети, Кларк, Деворе и Мартинис доказали, что схема может перейти в состояние с более высокой энергией за счет квантового туннелирования. Таким образом было описано принципиально новое фундаментальное явление — макроскопическое туннелирование. Тот факт, что квантовая механика может проявляться на таких больших масштабах, стал для мира физики полной неожиданностью.
– журнал для тех, кто знает, но хочет понимать