Fizikai Nobel-díj – 2012
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
Így hat a dohányfüst házi kedvenceinkre
A passzív dohányzás nem csak az emberek esetében veszélyes.
Az esőerdő sem jelentett akadályt az embernek
Mintegy 150 ezer éve a modern ember már képes volt a sűrű, afrikai esőerdőben is fenntartani magát, ez sokkalta régebbi időpont, mint az eddigi bizonyítékok sugallták.
Ezek a mérgező anyagok vesznek körbe minket otthonunkban
Több tízezer vegyületről ismert, hogy képes károsítani az egészséget.
Így mozognak együtt a sáskarajok
A sáskarajokról korábban az volt az elterjedt nézet, hogy egy rakás élettelen szemcséhez hasonlóan mozognak, az új kutatás azonban egészen más eredményre jutott, és ennek milliók élelmére, megélhetésére lehet hatása.
Új dinoszauruszfajt találtak Dél-Amerikában
A Chadititan calvoi hét méter hosszúra nőhetett meg.
Előfizetés
A nyomtatott magazinra,
12 hónapra
