Melinda, Vivien, Aranka2020. december 02., szerda
Tudomány

Fizikai Nobel-díj – 2012

National Geographic Magyarország

A francia Serge Haroche és az amerikai David J. Wineland kapta megosztva az idei fizikai Nobel-díjat, kvantumfizikai kutatásaiért – jelentették be a Svéd Királyi Tudományos Akadémián Stockholmban.

Serge Haroche és David J. Wineland
Fotó: CNRS Photothèque Christophe Lebedinsky/ NIST

A bizottság indoklása szerint a két tudós “a kvantumfizikai kísérletezés új korszakát nyitotta meg azzal, hogy demonstrálta az egyedi kvantumrészecskék – azok tönkretétele nélküli – közvetlen megfigyelhetőségét”. Munkájuk új típusú, szupergyors, kvantumfizikán alapuló számítógép megépítéséhez vezethet el.

A kvantumszámítógép talán ebben a században változtatja meg olyan radikálisan mindennapi életünket, ahogyan a klasszikus komputer tette az elmúlt században – áll a Királyi Akadémia közleményében.

A 68 éves Serge Haroche, a Collége de France (1530-ban alapított felsőoktatási és kutatási intézmény) professzora és a szintén 68 éves David J. Wineland, az amerikai Országos Szabványügyi és Technológiai Intézet (NIST) fizikusa egymástól függetlenül talált és fejlesztett ki módszereket az egyedi részecskék mérésére és manipulálására úgy, hogy közben sikerült megőrizniük azok kvantummechanikai természetét, eddig hozzáférhetetlennek vélt módszerekkel – olvasható a nobelprize.org honlapon.

A fény vagy az anyag különálló részecskéire a klasszikus fizika törvényei nem alkalmazhatók, helyüket átveszi a kvantumfizika. Az egyedi részecskéket nehéz elkülöníteni környezetüktől, ha viszont kapcsolatba lépnek a külvilággal, azonnal elveszítik titokzatos kvantumtulajdonságaikat, ezért a kutatók csak gondolatkísérleteket tudtak folytatni velük kapcsolatban.

Haroche és Wineland kutatócsoportja olyan laboratóriumi módszereket fejlesztett ki, melyekkel sikerült mérniük és kontrollálniuk igen törékeny kvantumállapotokat, amikről korábban azt hitték, hogy közvetlen megfigyelésük lehetetlen.

Mindkét díjazott a fény és az anyag közti alapvető kölcsönhatásokat tanulmányozó kvantumoptika területén dolgozik, ez a terület az 1980-as évek óta figyelemreméltó fejlődésen ment át. Áttörést jelentő módszereik lehetővé tették, hogy ezen a kutatási területen megtegyék az első lépéseket egy szupergyors, kvantumfizikán alapuló számítógép megépítése felé.

Egy kis statisztika

A fizikai Nobel-díjat 1901 óta, idén 106. alkalommal osztották ki. 47 alkalommal kapta egy tudós egyedül, 30 alkalommal ketten, 29 alkalommal hárman megosztva. A díjat 194 tudósnak ítélték oda, de csak 193 kitüntetettje van, mert az amerikai John Bardeen – eddig egyedülálló módon – két alkalommal is megkapta a fizika Nobel-díjat. A kitüntetettek közül eddig kettő nő, Marie Curie 1903-ban, Maria Goeppert-Mayer 1963-ban volt díjazott. A legfiatalabb fizikai Nobel-díjas az 1915-ben 25 éves Lawrence Bragg, a legidősebb pedig, a 2002-ben 88 éves Raymond Davis Jr. volt.

Kroó Norbert fizikus, akadémikus, a Magyar Tudományos Akadémia korábbi alelnökének ismertetése szerint a kvantumrendszer sok minden lehet. “Lehet egy atom, vagy annak egy elemi része, de lehet egy bonyolult molekula is. Régen azt mondták, hogy a mikro- és a nanovilág tartozik a kvantumrendszerekhez, de most egyre inkább látjuk, hogy ez felfelé is terjedhet. Én azt találtam, hogy kvantummechanikai tulajdonságokkal rendelkeznek például a felületi plazmonok is (a fém felületén lévő vezetési elektronoknak a lézerfény segítségével gerjesztett hullámszerű mozgása), amikor billió elektron (tíz a tizenkettediken) mozog. A kvantummechanikának vannak olyan érdekes dolgai, hogy két kvantumrendszer képes összekapcsolódni egymással, mégpedig akkor is, ha nagyon messze, akár egy kilométerre is vannak egymástól. Ha az egyik rendszerrel történik valami, és össze vannak kapcsolva, akkor a másikon is lehet látni. Ezen alapul a kvantum alapú információtovábbítás (kvantumkriptográfia). Ez a kapcsolat nemcsak térben igaz, hanem időben is. Ez egészen különleges tulajdonsága a kvantummechanikának.

Hogyha egy kvantumrendszerhez hozzányúlnak, tehát mérünk, széttörik a kvantummechanikai állapotot. Ez az érzékenység a kvantummechanika egyik alapelvéből, az úgynevezett Heisenberg-féle határozatlansági relációból (elvből) következik, miszerint nem lehet egy részecske bizonyos megfigyelhető változóit egyszerre tetszőleges pontossággal megmérni azonos pillanatban, még elvileg sem. Például nem mérhető meg egyszerre pontosan egy részecske térbeli helye és impulzusa. Ezen a nehézségen már át lehet lépni, a Nobel-díjasok által kidolgozott technika segítségével, tehát meg tudom mondani, hogy hol van a részecske és hogyan mozog” – fejtegette az akadémikus.

Haroche és Wineland unikális kísérleti technikájával viszont úgy lehet mérni, hogy nem törik szét a kvantummechanikai rendszer. Ezt egy “alkalmasan megválasztott” lézerrel megvilágítanak, majd megnézik a “választ”. Ez a válasz lehet fényválasz, ami tartalmazza a kvantumrendszer információit, anélkül, hogy a rendszer elvesztette volna a kvantumtulajdonságait – mondta Kroó Norbert akadémikus

Forrás: MTI

Hozzászólások

Sikeresen landolt a kínai mintagyűjtő holdszonda

Sikeresen landolt a kínai mintagyűjtő holdszonda

A Csang'e 5 szonda hamarosan kőzetmintákkal térhet vissza a Holdról.

Elkészült az univerzum atlasza

Elkészült az univerzum atlasza

Egy ausztráliai teleszkóp 300 órán át vizsgálta az éjszakai égboltot.

Az élményajándékot jobban értékelik a gyerekek

Az élményajándékot jobban értékelik a gyerekek

Ahogy a gyerekek nőnek, egyre jobban örülnek az élményajándéknak a tárgyak helyett - ezt állapította meg az Illinois Egyetem chicagói intézményének kutatása.

Miként lehet a holdporból oxigént előállítani?

Miként lehet a holdporból oxigént előállítani?

Már csak a folyamat apróbb részleteit kell finomítaniuk a mérnököknek, és nemcsak oxigént lehet majd kinyerni a holdporból, de építőanyag is keletkezik.

Komplex tényezők befolyásolják az őszi lombhullást

Komplex tényezők befolyásolják az őszi lombhullást

1948-2015 közti megfigyelések és laborkísérletek alapján új modellt készítettek a svájci kutatók, amelyből a fák szénmegkötő képességének korlátaira derült fény.

National Geographic 2020. novemberi címlap

Előfizetés

A nyomtatott magazinra,
12 hónapra

9 960 Ft

Korábbi számok

National Geographic 2010. januári címlapNational Geographic 2010. februári címlapNational Geographic 2010. márciusi címlapNational Geographic 2010. áprilisi címlapNational Geographic 2010. májusi címlapNational Geographic 2010. júniusi címlapNational Geographic 2010. júliusi címlapNational Geographic 2010. augusztusi címlapNational Geographic 2010. szeptemberi címlapNational Geographic 2010. októberi címlapNational Geographic 2010. novemberi címlapNational Geographic 2010. decemberi címlapNational Geographic 2011. januári címlapNational Geographic 2011. februári címlapNational Geographic 2011. márciusi címlapNational Geographic 2011. áprilisi címlapNational Geographic 2011. májusi címlapNational Geographic 2011. júniusi címlapNational Geographic 2011. júliusi címlapNational Geographic 2011. augusztusi címlapNational Geographic 2011. szeptemberi címlapNational Geographic 2011. októberi címlapNational Geographic 2011. novemberi címlapNational Geographic 2011. decemberi címlapNational Geographic 2012. januári címlapNational Geographic 2012. februári címlapNational Geographic 2012. márciusi címlapNational Geographic 2012. áprilisi címlapNational Geographic 2012. májusi címlapNational Geographic 2012. júniusi címlapNational Geographic 2012. júliusi címlapNational Geographic 2012. augusztusi címlapNational Geographic 2012. szeptemberi címlapNational Geographic 2012. októberi címlapNational Geographic 2012. novemberi címlapNational Geographic 2012. decemberi címlapNational Geographic 2013. januári címlapNational Geographic 2013. februári címlapNational Geographic 2013. márciusi címlapNational Geographic 2013. áprilisi címlapNational Geographic 2013. májusi címlapNational Geographic 2013. júniusi címlapNational Geographic 2013. júliusi címlapNational Geographic 2013. augusztusi címlapNational Geographic 2013. szeptemberi címlapNational Geographic 2013. októberi címlapNational Geographic 2013. novemberi címlapNational Geographic 2013. decemberi címlapNational Geographic 2014. januári címlapNational Geographic 2014. februári címlapNational Geographic 2014. márciusi címlapNational Geographic 2014. áprilisi címlapNational Geographic 2014. májusi címlapNational Geographic 2014. júniusi címlapNational Geographic 2014. júliusi címlapNational Geographic 2014. augusztusi címlapNational Geographic 2014. szeptemberi címlapNational Geographic 2014. októberi címlapNational Geographic 2014. novemberi címlapNational Geographic 2014. decemberi címlapNational Geographic 2015. januári címlapNational Geographic 2015. februári címlapNational Geographic 2015. márciusi címlapNational Geographic 2015. áprilisi címlapNational Geographic 2015. májusi címlapNational Geographic 2015. júniusi címlapNational Geographic 2015. júliusi címlapNational Geographic 2015. augusztusi címlapNational Geographic 2015. szeptemberi címlapNational Geographic 2015. októberi címlapNational Geographic 2015. novemberi címlapNational Geographic 2015. decemberi címlapNational Geographic 2016. januári címlapNational Geographic 2016. februári címlapNational Geographic 2016. márciusi címlapNational Geographic 2016. áprilisi címlapNational Geographic 2016. májusi címlapNational Geographic 2016. júniusi címlapNational Geographic 2016. júliusi címlapNational Geographic 2016. augusztusi címlapNational Geographic 2016. szeptemberi címlapNational Geographic 2016. októberi címlapNational Geographic 2016. novemberi címlapNational Geographic 2016. decemberi címlapNational Geographic 2017. januári címlapNational Geographic 2017. februári címlapNational Geographic 2017. márciusi címlapNational Geographic 2017. áprilisi címlapNational Geographic 2017. májusi címlapNational Geographic 2017. júniusi címlapNational Geographic 2017. júliusi címlapNational Geographic 2017. augusztusi címlapNational Geographic 2017. szeptemberi címlapNational Geographic 2017. októberi címlapNational Geographic 2017. novemberi címlapNational Geographic 2017. decemberi címlapNational Geographic 2018. januári címlapNational Geographic 2018. februári címlapNational Geographic 2018. márciusi címlapNational Geographic 2018. áprilisi címlapNational Geographic 2018. májusi címlapNational Geographic 2018. júniusi címlapNational Geographic 2018. júliusi címlapNational Geographic 2018. augusztusi címlapNational Geographic 2018. szeptemberi címlapNational Geographic 2018. októberi címlapNational Geographic 2018. novemberi címlapNational Geographic 2018. decemberi címlapNational Geographic 2019. januári címlapNational Geographic 2019. februári címlapNational Geographic 2019. márciusi címlapNational Geographic 2019. áprilisi címlapNational Geographic 2019. májusi címlapNational Geographic 2019. júniusi címlapNational Geographic 2019. júliusi címlapNational Geographic 2019. augusztusi címlapNational Geographic 2019. szeptemberi címlapNational Geographic 2019. októberi címlapNational Geographic 2019. novemberi címlapNational Geographic 2019. decemberi címlapNational Geographic 2020. januári címlapNational Geographic 2020. februári címlapNational Geographic 2020. márciusi címlapNational Geographic 2020. áprilisi címlapNational Geographic 2020. májusi címlapNational Geographic 2020. júniusi címlapNational Geographic 2020. júliusi címlapNational Geographic 2020. augusztusi címlapNational Geographic 2020. szeptemberi címlapNational Geographic 2020. októberi címlapNational Geographic 2020. novemberi címlap

Hírlevél feliratkozás

Kérjük, erősítsd meg a feliratkozásod az e-mailben kapott linkre kattintva!

Kövess minket