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看看瑞典喉舌SVT报道今天的诺奖:2025年诺贝尔物理学奖:揭示“穿墙而过”的量子奥秘
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这正是今年诺贝尔物理学奖得主所发现的——请在上方视频中听取对“隧穿”现象的解释。照片:ChristineOlsson/TT

今年的诺贝尔物理学奖颁给了三位科学家——约翰·克拉克(John Clarke)、米歇尔·德沃雷特(Michel H.Devoret)和约翰·马蒂尼斯(John M.Martinis),以表彰他们在量子物理方面的突破性研究。

“这真是我一生中最大的意外。”

——约翰·克拉克在新闻发布会上笑着说。

瑞典皇家科学院物理学奖委员会主席奥勒·埃里克松(Olle Eriksson)表示:

“量子力学已经有一百年的历史,却仍然不断带来新的惊喜。更重要的是,它是所有数字科技的基础,从电脑到互联网,都离不开它。”


什么是“隧穿”现象?

今年正好是量子力学诞生100周年。或许正因为此,诺贝尔委员会决定将奖项授予研究“隧穿”(tunneling)这一神秘现象的科学家们。

在量子世界中,粒子可以“穿墙而过”——也就是说,它们能直接穿过障碍物,而不损伤自己或那堵“墙”。

它们只是突然出现在另一边。

听起来不可思议吧?

我们人类做不到,因为我们属于宏观世界,由无数粒子组成,这些粒子不可能在同一瞬间一起“穿墙”。

乌普萨拉大学的粒子物理学家朱莉娅·里佩利诺(Giulia Ripellino)解释说:

“这项研究让我们走进量子世界的奇幻领域,在那里一切规则都与经典物理完全不同。”


把“量子奇迹”变成现实

更令人惊叹的是,这三位获奖科学家证明了“隧穿”不仅存在于微观世界,也可以在宏观系统中发生。

他们在上世纪80年代中期做了一系列实验,建造出一种特殊的电路,让大量粒子像“同一个粒子”那样行动。

结果发现,这个“超级粒子”真的能从一种状态“穿”到另一种状态——就像穿过一堵看不见的墙。

这项成果被认为是“宏观隧穿现象”的第一次直接证据。

“这是一次观念的彻底转变。”

——分子物理学教授马茨·拉尔松(Mats Larsson)说。


量子物理,离我们并不遥远

虽然这些听起来像科幻,但量子物理其实是现代科技的基石。

没有它,我们不会有电脑芯片、激光、甚至今天的网络视频。

拉尔松教授说:

“在未来十年,我们会看到量子原理在更多实际领域的应用,比如药物研发。其实,我们早已在日常生活中使用量子技术,只是没有察觉——例如我们在线看电影或听音乐时。”

在发布会上,瑞典皇家科学院通过电话连线联系到了约翰·克拉克。

他说:“我们从没想过这项研究会获得诺贝尔奖,真的太让人震撼了。”


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