آکادمی سلطنتی علوم سوئد جایزه نوبل فیزیک سال ۲۰۲۵ را به سه محقق اعزام کرد که پدیده تونل‌زنی کوانتومی را در مقیاس ماکروسکوپی مشاهده و اثبات کرده‌اند. برندگان این ۱۱۹مین دوره از جایزه نوبل، جان کلارک از دانشگاه کالیفرنیا برکلی، میشل دِهوره از دانشگاه ییل و دانشگاه کالیفرنیا سانتا باربارا، و جان مارتینیس از دانشگاه کالیفرنیا سانتا باربارا هستند. مراسم اهدای جایزه در استکهلم برگزار گردید.
روش تحقیق و مشاهده پدیده تونل‌زنی ماکروسکوپی
برای دستیابی به این دستاورد، تیم پژوهشی دو ابررسانا را در دو طرف یک لایه عایق بسیار نازک قرار دادند و جریان الکتریکی ضعیفی را در مدار اعمال نمودند. اگرچه در ابتدا ولتاژ مدار صفر گزارش شد، اما با تکرار آزمایش در مراحل متعدد، محققان مشاهده کردند که در لحظات مختلف ولتاژی ناگهانی در مدار ظاهر می‌شود. این مشاهده نشان‌دهنده عبور الکترون‌ها از موانع عایق به شیوه‌ای کوانتومی — یعنی تونل‌زنی — در مقیاس قابل مشاهده بود.
ثبات کوانتومی انرژی جفت‌های کوپر در سیستم‌های ماکروسکوپی
در مرحله بعدی، پژوهشگران با تاباندن امواج مایکروویو و تحلیل جذب آن توسط الکترون‌ها، ثابت کردند که علی‌رغم ماهیت جمعی و ماکروسکوپی سیستم، انرژی جفت‌های کوپر (Cooper pairs) همچنان به صورت گسسته و کوانتیده باقی مانده است. این نتیجه مستقیماً تئوری‌های 초موصلیت را در مقیاس‌های بزرگتر از اتمی تایید می‌کند و مرز بین جهان کوانتومی و کلاسیک را به چالش می‌کشد.
🔗 بیشتر بخوانید: مشخصات کلیدی هواوی نووا ۱۲ اولترا افشا شد؛ ارتباط ماهواره‌ای دوطرفه
اهمیت علمی و کاربردهای بالقوه
کشف تونل‌زنی کوانتومی در مقیاس ماکروسکوپی راه‌های نوینی را در فیزیک پایه، محاسبه کوانتومی، و فناوری‌های ابررسانایی گشوده است. امکان مشاهده و کنترل پدیده‌های کوانتومی در سیستم‌های بزرگتر، پایه‌سازی برای ساخت کیوبیت‌های پایدارتر و سخت‌افزارهای نسل بعد محاسبه کوانتومی را فراهم می‌آورد.
دیدگاه کمیته نوبل
اوله اریکسون، رئیس کمیته نوبل فیزیک، در مورد این کشف اظهار داشت: «شگفت‌انگیز است که می‌توانیم یک قرن پس از پایه‌گذاری مکانیک کوانتومی، همچنان شاهد شگفتی‌های تازه‌ای از آن باشیم.» این بیانیه تأکید می‌کند که کشف حاضر نه تنها یک پیشرفت آزمایشگاهی، بلکه یک نقطه عطف مفهومی در درک ما از طبیعت کوانتومی است.
