Premio Nobel per la Fisica 2025 a John Clarke, Michel H. Devoret e John M. Martinis per la scoperta dell’effetto tunnel macroscopico

Il premio Nobel per la Fisica 2025 è stato vinto dall'inglese John Clarke, dal francese Michel H. Devoret e dall'americano John M. Martinis per la "scoperta dell’effetto di tunnel quantistico macroscopico e della quantizzazione dell’energia in un circuito elettrico". Si tratta del secondo premio assegnato in ordine di tempo dopo il Nobel per la medicina.

Premio Nobel per la Medicina 2025 a Mary Brunkow, Fred Ramsdell e Shimon Sakaguchi per studi sul sistema immunitario

Hanno vinto il premio grazie agli studi sul sistema immunitario e su come questo reagisce alle infezioni

Premio Nobel per la Fisica 2025 a John Clarke, Michel H. Devoret e John M. Martinis per la scoperta dell’effetto tunnel macroscopico

Come riporta la pagina dell'Academy, "gli esperimenti di quest'anno dei laureati in fisica su un chip hanno rivelato la fisica quantistica in azione. Una domanda importante in fisica è la dimensione massima di un sistema che può dimostrare effetti meccanici quantistici. I laureati in fisica 2025 hanno condotto esperimenti con un circuito elettrico in cui hanno dimostrato sia il tunnel meccanico quantistico che i livelli di energia quantizzata in un sistema abbastanza grande da essere tenuto in mano.
La meccanica quantistica permette a una particella di muoversi direttamente attraverso una barriera, utilizzando un processo chiamato tunnel. Non appena sono coinvolti un gran numero di particelle, gli effetti meccanici quantistici di solito diventano insignificanti. Gli esperimenti dei laureati hanno dimostrato che le proprietà meccaniche quantistiche possono essere realizzate su scala macroscopica.

Nel 1984 e 1985, John Clarke, Michel H. Devoret e John M. Martinis hanno condotto una serie di esperimenti con un circuito elettronico costruito con superconduttori, componenti che possono condurre una corrente senza resistenza elettrica. Nel circuito, i componenti superconduttori erano separati da un sottile strato di materiale non conduttivo, un setup noto come giunzione Josephson. Affinando e misurando tutte le varie proprietà del loro circuito, sono stati in grado di controllare ed esplorare i fenomeni che si sono verificati quando hanno attraversato una corrente. Insieme, le particelle cariche che si muovono attraverso il superconduttore comprendevano un sistema che si comportava come se fossero una singola particella che riempiva l'intero circuito.

Questo sistema macroscopico simile a particelle è inizialmente in uno stato in cui la corrente fluisce senza alcuna tensione. Il sistema è intrappolato in questo stato, come se dietro una barriera che non può attraversare. Nell'esperimento il sistema mostra il suo carattere quantistico riuscendo a sfuggire allo stato di tensione zero attraverso il tunnel. Il cambiamento di stato del sistema viene rilevato attraverso l'aspetto di una tensione. I vincitori potrebbero anche dimostrare che il sistema si comporta nel modo previsto dalla meccanica quantistica - è quantizzato, il che significa che assorbe o emette determinate quantità di energia. I transistor nei microchip informatici sono un esempio della tecnologia quantistica consolidata che ci circonda. Il premio Nobel per la fisica di quest'anno ha offerto l'opportunità di sviluppare la nuova generazione di tecnologia quantistica, tra cui crittografia quantistica, computer quantistici e sensori quantistici".