Premio Nobel per la fisica a Clarke, Devoret e Martinis per la scoperta dei fenomeni quantistici

Il premio Nobel per la fisica 2025 va al britannico John Clarke , il francese Michel H. Devoret e l'americano John M. Martinis "per la scoperta dell'effetto tunnel quantistico macroscopico e della quantizzazione dell'energia in un circuito elettrico", ha annunciato martedì la Royal Swedish Academy of Sciences.

Questo premio riconosce gli esperimenti che hanno dimostrato come l'effetto tunnel quantistico possa essere osservato su scala macroscopica con numerose particelle, ha affermato la Royal Academy nella sua decisione.

Una questione importante in fisica è la dimensione massima di un sistema che può dimostrare effetti di meccanica quantistica.

I tre scienziati premiati hanno eseguito esperimenti con un circuito elettrico in cui hanno dimostrato sia l'effetto tunnel quantistico sia i livelli di energia quantizzati in un sistema sufficientemente grande da stare in una mano.

"Quando lanci una palla contro un muro, puoi star certo che rimbalzerà verso di te e saresti molto sorpreso se la palla apparisse improvvisamente dall'altra parte del muro", ha affermato la Royal Academy per illustrare la scoperta.

Nella meccanica quantistica, questo tipo di fenomeno è chiamato "effetto tunnel" ed è proprio questo tipo di fenomeno che gli ha conferito la reputazione di essere strano e controintuitivo.

Il sistema elettrico superconduttore utilizzato da questi tre scienziati potrebbe passare da uno stato all'altro, come se attraversasse un muro.

Hanno anche dimostrato che il sistema assorbiva ed emetteva energia in dosi di dimensioni specifiche, proprio come previsto dalla meccanica quantistica.

Clarke , Devoret e Martinis hanno utilizzato per il loro esperimento un circuito elettrico superconduttore; il chip che lo conteneva era grande circa un centimetro.

In precedenza, l'effetto tunnel e la quantizzazione dell'energia erano stati studiati in sistemi composti solo da poche particelle.

In questo caso, questi fenomeni si sono verificati in un sistema meccanico quantistico con miliardi di coppie di Cooper (elettroni legati) che riempivano l'intero superconduttore del chip.

In questo modo, l'esperimento ha portato gli effetti della meccanica quantistica da una scala microscopica a una macroscopica. I transistor nei microchip dei computer sono un esempio della tecnologia quantistica consolidata che ci circonda.

Il premio Nobel per la fisica del 2025 ha offerto l'opportunità di sviluppare la prossima generazione di tecnologia quantistica, tra cui la crittografia quantistica, i computer quantistici e i sensori quantistici.