Annunciati i Premi Nobel 2025 per la fisica

In breve:

I ricercatori John Clarke, Michel H. Devoret e John M. Martinis hanno vinto il premio Nobel 2025 per la Fisica. Negli anni ’80 hanno dimostrato che gli effetti quantistici, che di solito riguardano particelle minuscole, possono manifestarsi anche su oggetti visibili a occhio nudo. Usando un piccolo circuito superconduttore chiamato giunzione Josephson, raffreddato quasi allo zero assoluto, hanno osservato che gli elettroni riuscivano a “passare” attraverso una barriera isolante, un effetto noto come tunneling quantistico. La prova più chiara è stata che la corrente elettrica del circuito non cambiava più con la temperatura: segno che stava avvenendo un fenomeno puramente quantistico. Questa scoperta ha aperto la strada alle moderne tecnologie quantistiche, come i computer quantistici, i sensori ultra-sensibili e la crittografia avanzata.

Riassunto completo:

I ricercatori John Clarke, Michel H. Devoret e John M. Martinis hanno dimostrato che gli effetti quantistici, come il tunneling quantistico e la quantizzazione dell'energia, possono operare su scale macroscopiche, superando l'idea che fossero limitati a singole particelle.
La loro ricerca è stata condotta negli anni '80 presso l'Università della California, Berkeley, nel laboratorio di Clarke, dove Devoret era post-doc e Martinis un dottorando.
Per la dimostrazione, il team ha utilizzato una giunzione Josephson, un dispositivo macroscopico che sfrutta un effetto di tunneling. Questo circuito è costituito da due pezzi semiconduttori separati da una barriera isolante.
In una giunzione Josephson, a temperature sufficientemente basse, quando il circuito diventa superconduttore, gli elettroni possono "fare tunneling" attraverso la barriera isolante, creando una corrente.
Hanno costruito un oscillatore basato su circuito elettrico su un microchip di circa un centimetro, affrontando la sfida di ridurre al minimo il rumore sperimentale per ottenere misurazioni precise.
Le misurazioni hanno rivelato che, a temperature estremamente basse, una volta che il dispositivo diventava superconduttore, la corrente media non dipendeva più dalla temperatura del dispositivo.
Questa indipendenza della corrente dalla temperatura è stata riconosciuta come la firma inequivocabile del tunneling quantistico macroscopico, un fenomeno oggi ampiamente utilizzato nel quantum computing, nei sensori quantistici e nella crittografia.

Questo testo è un riassunto del seguente articolo (eng):