— Нобелевская премия по физике за 2025 год присуждена Джону Кларку, Мишелю Деворе и Джону Мартинису «за открытие макроскопического квантового туннелирования и квантования энергии в электрических цепях».
Начну с важного, но редко делаемого замечания. Физиков, которым можно дать Нобелевскую премию — так, чтобы научное сообщество в общем и целом приняло это решение и чтобы оно не воспринималось как скандал, — в десятки раз больше, чем тех, кто ее действительно получает. Поэтому обсуждать, «почему дали Васе, а не Пете», — дело бессмысленное. Такого рода разговоры неизбежны после вручения каждой Нобелевской премии, но проходят они по ведомству светской хроники, а мы давайте все-таки попробуем поговорить о науке.
Наверняка некоторые читатели «Новой» знают, что такое квантовое туннелирование и что такое квантование энергии, а тем, кто совсем этого не знает, в двух словах не объяснишь. К счастью, сейчас очень много доступных источников, позволяющих повысить базовую информированность в этих достаточно давних и достаточно общих вопросах, и будем считать, что интересующиеся читатели какими-то из этих источников воспользовались.
По просьбе редакции очень кратко скажу, что квантовое туннелирование — это явление, при котором квантовые частицы могут проходить через барьеры, высота которых больше, чем энергия самих частиц, что классически невозможно, так как в классической физике кинетическая энергия отрицательной быть не может. Поскольку в квантовой механике само разделение энергии на кинетическую и потенциальную подвержено ограничениям, в силу соотношений неопределенности Гейзенберга, невозможное становится возможным, хотя и маловероятным. В свою очередь, квантование энергии означает, что квантовая волна может иметь только дискретные, или, как напишет чат ИИ, «только определенные фиксированные значения, как ступеньки у лестницы, а не непрерывный склон». В частности, энергия электронов квантована в атомах, что предположил Нильс Бор еще до появления последовательной квантовой механики.