Infostart.hu
eur:
384.71
usd:
331.98
bux:
107362.16
2025. november 17. hétfő Gergő, Hortenzia
Nyitókép: nobelprize.org

Kézzelfogható kvantumfolyamatok – különleges kísérletért járt a fizikai Nobel-díj

A fizika egyik fő kérdése, hogy mekkora lehet egy olyan rendszer maximális mérete, amely a hagyományos fizikai törvényektől sok tekintetben eltérően működő kvantummechanikai hatásokat képes demonstrálni. Az idei Nobel-díjasok egy elektromos áramkörrel végeztek kísérleteket, amelyekben mind a kvantummechanikai alagúteffektust, mind a kvantált energiaszinteket demonstrálták egy olyan rendszerben, amely elég nagy ahhoz, hogy kézben tartható legyen.

John Clarke brit, Michel H. Devoret francia és John M. Martinis amerikai tudós kapja az idei fizikai Nobel-díjat kvantummechanikai kutatásaiért a Svéd Királyi Tudományos Akadémia keddi stockholmi bejelentése szerint.

A kvantummechanikában az alagúteffektus („tunnelling”) azt jelenti, hogy egy részecske – például egy elektron – át tud jutni egy akadályon, amin elvileg nem lenne elég energiája áthaladni. De amint nagyszámú részecske vesz részt, a kvantummechanikai hatások általában jelentéktelenné válnak. A díjazottak kísérletei azt mutatták be, hogy a kvantummechanikai tulajdonságok makroszkopikus léptékben is kézzelfoghatóvá tehetők.

A
A „klasszikus” fizikában ha egy labdát nekidobunk egy falnak, az biztosan visszapattan. Teljességgel meglepő lenne, ha a labda váratlanu a fal túloldalán teremne. A kvantummechanikában ezt a jelenséget hívják alagúteffektusnak. (Illusztráció: nobelprize.org)

1984-ben és 1985-ben John Clarke, Michel H. Devoret és John M. Martinis kísérletsorozatot végeztek egy szupravezetőkből – olyan alkatrészek, amelyek elektromos ellenállás nélkül képesek áramot vezetni – épített elektronikus áramkörrel.

Az áramkörben a szupravezető komponenseket egy vékony, nem vezető anyagból készült réteg választotta el egymástól, ezt az elrendezést Josephson-átmenetnek nevezik.

A tudósok az áramkörük összes különböző tulajdonságának finomításával és mérésével képesek voltak szabályozni és feltárni azokat a jelenségeket, amelyek akkor keletkeztek, amikor áramot vezettek át rajta.

A szupravezetőn áthaladó töltött részecskék együttesen egy olyan rendszert alkottak, amely úgy viselkedett, mintha egyetlen részecske lennének, amely kitölti az egész áramkört.

Egy normál vezetőben az elektronok egymástól függetlenül mozognak, míg egy szupravezetőben párokat alkotnak (Cooper-párok) és egy hullámot alkotnak. A második ábrán a két rész közötti rés jelzi az elválasztó Josephson-átmenetet. A párokba rendeződött elektronok képesek úgy viselkedni, mintha egyetlen részecske lennének, amelyek kitöltik mindkét vezetőrészt. A kvantummechanika hullámként írja le ezt a kollektív állapotot, ez játszik főszerepet a Nobel-díjasok kísérletében.
Egy normál vezetőben az elektronok egymástól függetlenül mozognak, míg egy szupravezetőben párokat alkotnak (Cooper-párok) és egy hullámot alkotnak. A második ábrán a két rész közötti rés jelzi az elválasztó Josephson-átmenetet. A párokba rendeződött elektronok képesek úgy viselkedni, mintha egyetlen részecske lennének, amelyek kitöltik mindkét vezetőrészt. A kvantummechanika hullámként írja le ezt a kollektív állapotot, ez játszik főszerepet a Nobel-díjasok kísérletében.

Ez a makroszkopikus, részecskeszerű rendszer kezdetben olyan állapotban van, amelyben az áram feszültség nélkül folyik, és ebben az állapotban rekedt, mintha egy akadály mögött lenne, amelyet nem tud átlépni. A kísérletben a rendszer kvantum jellegét az mutatja, hogy az alagúteffektus segítségével képes kilépni a nulla feszültségű állapotból. A rendszer megváltozott állapotát egy feszültség megjelenése révén érzékelik.

A kísérlet egy kapcsolóhoz hasonlítható, amelyben kezdetben nincs áram, és a kapcsolót valami meggátolja abban, hogy megmozduljon. A kvantummechanikai jelenség nélkül ez így is maradna. Ám váratlanul feszültség jelenik meg, és ennek hatására a kapcsoló a másik állásba ugrik, úgy, hogy a kettő között látszólag nincs átjárási lehetőség. Emögött egy makroszkopikus kvantumalagút-effektusnak nevezett folyamat áll. (Illusztráció: nobelprize.org)
A kísérlet egy kapcsolóhoz hasonlítható, amelyben kezdetben nincs áram, és a kapcsolót valami meggátolja abban, hogy megmozduljon. A kvantummechanikai jelenség nélkül ez így is maradna. Ám váratlanul feszültség jelenik meg, és ennek hatására a kapcsoló a másik állásba ugrik, úgy, hogy a kettő között látszólag nincs átjárási lehetőség. Emögött egy makroszkopikus kvantumalagút-effektusnak nevezett folyamat áll. (Illusztráció: nobelprize.org)

A díjazottak azt is be tudták bizonyítani, hogy a rendszer a kvantummechanika által megjósolt módon viselkedik – kvantált, ami azt jelenti, hogy csak meghatározott mennyiségű energiát nyel el vagy bocsát ki.

A fizikai Nobel-díjról szóló közlemény kiemeli: a számítógépes mikrochipekben található tranzisztorok a minket körülvevő világban használt kvantumtechnológia ismert példái. Az idei fizikai Nobel-díj lehetőséget teremtett a kvantumtechnológia új szintjéének kifejlesztésére, beleértve a kvantumkriptográfiát, a kvantumszámítógépeket és a kvantumérzékelőket.

A kitüntetés 11 millió svéd koronával (388 millió forinttal) jár, amelyet a tudósok között egyenlő arányban osztanak fel. A díjat a hagyományoknak megfelelően december 10-én, az elismerést alapító Alfred Nobel halálának évfordulóján adják át.

Címlapról ajánljuk
Magyar válogatott: a mostani kudarc fájó, a múlt meg figyelmeztető – de mit ígér a jövő?

Magyar válogatott: a mostani kudarc fájó, a múlt meg figyelmeztető – de mit ígér a jövő?

Marco Rossi azt mondta vasárnap, hogy nehéz most a jövőre gondolni, s ebben egyrészt igaza van, másrészt a mondat talán többféleképpen is értelmezhető. De az élet, bármennyire is fájó a kiesés, nem áll meg. Mit hozhat a válogatottnak 2026?

Csendes Olivér: az adat és az AI a külföldiek telefonjaitól az időjárási előrejelzésekig segíti a turizmust

Ha egy országnak olyan fejlett nemzeti adatszolgáltató központja van, mint Magyarországnak, akkor a mesterséges intelligencia modellek segítségével nagyon pontos előrejelzéseket tehet, hogy mikor, mennyi turista érkezhet. Például most 97 százalékos pontossággal előre lehet vetíteni, hogy hányan lesznek Budapesten decemberben – mondta az InfoRádió Aréna című műsorában Csendes Olivér. A felhasznált adatokról is beszélt a Visit Hungary Zrt. vezérigazgatója.
VIDEÓ
inforadio
ARÉNA
2025.11.18. kedd, 18:00
Bendarzsevszkij Anton
az Oeconomus Gazdaságkutató Alapítvány igazgatója, a posztszovjet térség szakértője
Eséssel zártak az főbb amerikai indexek

Eséssel zártak az főbb amerikai indexek

Múlt héten a mesterségesintelligencia-részvények értékeltségével kapcsolatos aggodalmak közepette kissé meginogtak a tőzsdék és hétfő reggel is inkább negatív volt a hangulat az ázsiai részvénypiacokon. Európában kis mozgásokkal indult a nap, a DAX minimálisan emelkedett, bár ez nem tartot sokáig, gyorsan lefordultak az irányadó indexek. Végül a főbb nyugat-európai indexek enyhe eséssel zárták a napot. A BUX pénteki záróértéke körül mozgott a hétfői kereskedési napon, a nap végére pedig mindössze 0,1%-kal került feljebb. Az amerikai kereskedésre hatással lehet a héten esedékes Nvidia gyorsjelentés, amit kiemelt figyelemmel követhetnek a techrészvények árazása miatt aggódó befektetők. A tengerentúlon enyhe emelkedéssel nyitottak a főbb indexek, de estére elfogyott a lendület: A Dow 1,18, az S&P 500 0,92, a Nasdaq pedig 0,84%-kal került lejjebb. November 26-i ingyenes rendezvényünkön szó lesz arról is, hogy hol a részvények helye a portfóliónkban. Részletek és jelentkezés itt.

EZT OLVASTA MÁR?
×
×
×
×
×