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流行科学|用肉眼可视化量子现象:了解2025年诺贝尔物理学奖的结果

斯德哥尔摩,10月7日,流行科学| Quantum phenomena “visible to the nascent” – Nobel Laureate’s interpretation of the Nobel Prize in Physics by Xinhua News Agency Reporter H. Devoret and John M. Martinis, October 7. It is their pioneering discoveries based on our predecessors’ quest of the century that can “see” quantum phenomena that once existed only in the field of microscopy, and that can lay a solid foundation for the development of new generations of quantum 技术。该系列是实验量子力学的先驱,以其“极客”和“违反直觉”现象而闻名。例如,在日常生活中,当您向墙壁扔球时,每次都会恢复。但是,在显微镜的世界中,单个颗粒“穿过壁”,而这种量子机械现象称为量子隧道效应。在1980年代,三位屡获殊荣的科学家在加利福尼亚大学伯克利分校进行了创新的实验意见。 ThEY构建了一个由两个超导体组成的电路,并用完全非导电材料的薄层分离了超导体。该实验证明了超导体中所有带电的颗粒都可以表现出“良好和均匀”行为的现象。最初,该系统被“限制”,电流流过超导体,但没有电流。在实验中,该系统表现出量子性能,可以通过隧道效应“逃脱”零压状态,从而产生可测量的宏观效应,即可观察到的电压。这意味着它们实现了宏观量子隧道。实验还表明该系统已量化。这意味着只能在某些能量水平上吸收或释放能量。这与量子力学的预测一致。一些物理学家使用了以量子力学而闻名的“猫施罗丁格”,以为诺贝尔奖的结果改变了ORI对电路进行最终的思想实验,您可以在手掌中看到它。这种电路系统与猫有很大不同,但在物理学家眼中本质上是相似的。量子力学诞生于1925年,是近代物理学一世纪发展的重要基础。该诺贝尔奖的成果是基于上个世纪相关领域的主题。它基于学者们孜孜不倦的追求。 1928年,物理学家乔治·盖姆(George Game)通过对主核的α衰变进行理论分析,首次提出了它。量子隧道效应可以解释塌缩过程,为隧道理论在核物理中的应用奠定基础。然后物理学家很快开始研究同时涉及多个粒子的隧道现象,引起他们对超导性的关注。这条研究路线上出现了许多令人印象深刻的名字。在超导材料中,电子可以形成“同时丹”的“库珀”这个名字来源于Leon Cooper,他因对超导研究的贡献而获得了1972年诺贝尔物理学奖。当两个超导体通过薄薄的绝缘层连接起来时,就形成了“约瑟夫森结”。这个名字来源于1973年诺贝尔物理学奖因Brian Josephson的相关研究而获得的物理奖。基于这些先驱者的成就,当年的三位量子物理学家首次展示了 通过“约瑟夫森结”实验,当库珀匹配在超导体中集体占据完整的量子态时,整个电路可以像单个粒子一样实现隧道跃迁,撕裂了量子效应只存在于微观世界的传统认识。谁引领了新世界 诺贝尔物理学委员会主席奥勒·埃里克森当天表示,量子力学在上个世纪带来了新的惊喜。它非常有用并提供 数字技术的基础。对于例如,计算机芯片中的微接线剂是围绕我们的成熟量子技术的真实应用的示例。诺贝尔物理委员会说,今年诺贝尔物理学奖的结果为开发下一个代量子技术的开发提供了机会,例如量子密码学,量子计算机和量子传感器。伊娃·奥尔森(Eva Olson)在接受诺贝尔物理委员会的新华社采访时说,今年的奖项将为“另一个世界”打开大门,并允许人们在更大范围内研究量子力学的世界。目前,许多国家正在与量子力学有关的研究(例如量子计算机)进行。我相信这个领域将来将继续带来更多惊喜。奥尔森强调,国际合作对于促进相关领域的发展至关重要,并且通过国际合作将取得许多重要的成就。她说她已经工作了来自中国,欧洲,韩国,日本和其他国家的ITH同事正在研究,这些合作使研究更加深入,更多样化。他说:“科学属于全人类。”在量子科学领域,“国际合作是解决未来的关键。这也是诺贝尔意志的精神。” (多于)

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