07/10/2025
Nobel!
İsveç Kraliyet Bilimler Akademisi, 2025 'nü John Clarke, Michel H. Devoret ve John M. Martinis'e “elektrik devresinde makroskopik kuantum mekanik tünelleme ve enerji kuantizasyonunun keşfi” nedeniyle vermeye karar verdi.
Bu yılın fizik ödülü sahiplerinin bir çip üzerinde yaptıkları deneyler, kuantum fiziğinin işleyişini ortaya çıkardı.
Fizikteki önemli bir soru, kuantum mekanik etkilerini gösterebilen bir sistemin maksimum büyüklüğüdür. 2025 fizik ödülü sahipleri, elde tutulabilecek kadar büyük bir sistemde hem kuantum mekanik tünelleme hem de kuantize enerji seviyelerini gösterdikleri bir elektrik devresi ile deneyler yaptılar.
Kuantum mekaniği, bir parçacığın tünelleme adı verilen bir süreç kullanarak bir bariyerden düz bir şekilde geçmesini sağlar. Çok sayıda parçacık söz konusu olduğunda, kuantum mekanik etkileri genellikle önemsiz hale gelir. Ödül sahiplerinin deneyleri, kuantum mekanik özelliklerinin makroskobik ölçekte somut hale getirilebileceğini göstermiştir.
1984 ve 1985 yıllarında John Clarke, Michel H. Devoret ve John M. Martinis, elektrik direnci olmadan akım iletebilen bileşenler olan süperiletkenlerden oluşan bir elektronik devre ile bir dizi deney gerçekleştirmiştir. Devrede, süperiletken bileşenler, Josephson bağlantısı olarak bilinen bir düzenekle, iletken olmayan ince bir malzeme tabakasıyla birbirinden ayrılmıştı. Devrenin tüm çeşitli özelliklerini inceleyip ölçerek, devreden akım geçirdiklerinde ortaya çıkan fenomenleri kontrol edip keşfedebildiler. Süperiletken içinden geçen yüklü parçacıklar, devrenin tamamını dolduran tek bir parçacık gibi davranan bir sistem oluşturuyordu.
Bu makroskopik parçacık benzeri sistem, başlangıçta voltaj olmadan akımın aktığı bir durumdadır. Sistem, geçemeyeceği bir bariyerin arkasında kalmış gibi bu durumda sıkışıp kalır. Deneyde sistem, tünelleme yoluyla sıfır voltaj durumundan kaçmayı başararak kuantum karakterini gösterir. Sistemin değişen durumu, voltajın ortaya çıkmasıyla tespit edilir.
Ödül sahipleri ayrıca sistemin kuantum mekaniğinin öngördüğü şekilde davrandığını da kanıtlayabildiler – sistem kuantize edilmiştir, yani yalnızca belirli miktarlarda enerji emer veya yayar.
Bilgisayar mikroçiplerindeki transistörler, çevremizde bulunan yerleşik kuantum teknolojisinin bir örneğidir. Bu yılki Nobel Fizik Ödülü, kuantum kriptografi, kuantum bilgisayarlar ve kuantum sensörleri dahil olmak üzere yeni nesil kuantum teknolojisinin geliştirilmesi için fırsatlar sunmuştur.
Daha fazla bilgi
Basın bülteni: https://bit.ly/42jAlZg
Popüler bilgiler: https://bit.ly/4gKFvTX
İleri düzey bilgiler: https://bit.ly/48CSBjZ
