Nobel z fizyki za badania z fizyki kwantowej

Serge Haroche i David J. Wineland niezależnie od siebie wynaleźli metodę pomiaru pojedynczych cząstek oraz manipulowania nimi bez zmiany ich kwantowej natury. Wcześniej wydawało się to nieosiągalne.

Pojedyncze cząstki światła lub materii nie poddają się regułom klasycznej mechaniki, wobec tego opracowano zasady mechaniki kwantowej, która opisuje właściwości obiektów mniejszych od atomu. Problem z jej zastosowaniem polega na tym, że poszczególne cząstki niełatwo dają się wyizolować ze środowiska, ponieważ tracą swoje tajemnicze kwantowe właściwości, kiedy zetkną się ze światem zewnętrznym.

Z tego powodu wiele osobliwych zjawisk, zachodzących w świecie kwantowym, naukowcy mogli tylko sobie wyobrażać, dokonując eksperymentów myślowych. Bezpośrednia obserwacja kwantowych fenomenów długo była niemożliwa.

- Dzięki swoim pomysłowym metodom badawczym Haroche i Wineland razem z członkami swoich zespołów badawczych zdołali zmierzyć i podtrzymywać bardzo kruche stany kwantowe, które wcześniej wymykały się bezpośredniej obserwacji. Nowe metody pozwalają im badać, kontrolować i liczyć cząstki elementarne - poinformował Komitet Noblowski.

Metody obu fizyków są bardzo podobne. David Wineland stworzył pułapki, w których uwięzione są elektrycznie naładowane atomy, czyli jony. Przepuszczając przez nie światło (fotony) dokonuje pomiarów.

Analogiczne, ale odwrotne rozwiązanie zastosował Serge Haroche. Kontroluje on i mierzy uwięzione fotony (czyli cząstki światła) przepuszczając atomy przez wnętrze pułapki.

Dziedzina, którą zgłębiają tegoroczni nobliści, nazywana jest optyką kwantową i jej celem jest badanie fundamentalnych oddziaływań między światłem a materią.

- Dziedzina ta rozwinęła się znacząco od połowy lat 80. Przełomowe badania laureatów to pierwszy krok na drodze do budowy nowego typu superszybkich komputerów, opartych o fizykę kwantową. Możliwe, że komputery kwantowe w XXI w. zmienią nasze codzienne życie tak samo jak klasyczne komputery zmieniły je w poprzednim stuleciu. Te badania doprowadziły również do budowy niesłychanie precyzyjnego zegara, który w przyszłości może zmienić standardy pomiaru czasu, ponieważ odmierza go z dokładnością stokrotnie większą niż dzisiejsze zegary atomowe - podkreślono.

Obaj nobliści podzielą się po równo nagrodą wynoszącą osiem mln koron szwedzkich (około 940 tys. euro).

68-letni Francuz Serge Haroche jest profesorem College de France w Paryżu. Jego rówieśnik Amerykanin David Wineland kieruje grupą badawczą w Narodowym Instytucie Standardów i Technologii w Colorado, pracuje też na tamtejszym uniwersytecie.