Giải Nobel Vật lý 2025 được trao cho ba nhà khoa học có phát hiện đột phá về thế giới lượng tử

2 giờ trướcBài gốc

Ba nhà khoa học đến từ Anh, Pháp và Mỹ giành giải Nobel Vật lý 2025. Ảnh: Nobelprize.org.

John Clarke, Michel Devoret và John Martinis sẽ cùng chia sẻ giải thưởng “vì đã phát hiện đường hầm cơ học lượng tử ở cấp độ vĩ mô và lượng tử hóa năng lượng trong một mạch điện”, Ủy ban Nobel công bố hôm 7/10 trong buổi lễ tổ chức tại Stockholm, Thụy Điển.

Ủy ban khen ngợi các nhà khoa học đoạt giải vì đã chứng minh rằng “những đặc tính kỳ lạ của thế giới lượng tử có thể được thể hiện cụ thể trong một hệ thống đủ lớn để có thể cầm trên tay”.

Ông Clarke, khi trả lời phỏng vấn tại cuộc họp báo, nói rằng ông “hoàn toàn sững sờ” khi biết mình giành được giải thưởng.

“Chúng tôi hoàn toàn không nhận ra rằng công trình này có thể là cơ sở cho một giải Nobel”, ông Clarke nói về nghiên cứu của họ từ thập niên 1980 tại Đại học California, Berkeley.

Cơ học lượng tử, bộ môn nghiên cứu cách mà vật chất và năng lượng vận động ở quy mô nguyên tử hoặc nhỏ hơn, cho phép một hạt có thể xuyên thẳng qua rào cản trong quá trình được gọi là “hiệu ứng xuyên hầm lượng tử” (quantum tunnelling).

Tuy nhiên, khi số lượng hạt tăng lên, các hiệu ứng lượng tử này thường trở nên không đáng kể. Những gì đúng ở cấp độ vi mô được cho là không thể đúng ở cấp độ vĩ mô. Ví dụ, trong khi một nguyên tử đơn lẻ có thể xuyên qua rào cản, thì một quả bóng tennis – được cấu thành từ vô số hạt – lại không thể.

Thế nhưng, bộ ba nhà nghiên cứu này đã tiến hành các thí nghiệm cho thấy hiệu ứng hầm lượng tử cũng có thể được quan sát ở quy mô vĩ mô.

Vào các năm 1984 và 1985, họ đã phát triển một hệ thống điện siêu dẫn có khả năng chuyển từ trạng thái vật lý này sang trạng thái khác – tương tự như việc một quả bóng tennis có thể đi xuyên qua rào chắn thay vì bật ngược lại.

Anthony Leggett, người đoạt Giải Nobel Vật lý năm 2003, đã so sánh công trình của ba nhà khoa học về cách cơ học lượng tử hoạt động ở quy mô lớn hơn với thí nghiệm tưởng tượng nổi tiếng của Erwin Schrödinger, cũng là một nhà vật lý từng đoạt giải Nobel.

Để minh họa cho tính nghịch lý của cơ học lượng tử, Schrödinger đã tưởng tượng một con mèo bị nhốt trong hộp kín cùng với một thiết bị sẽ giải phóng chất độc khi một nguồn phóng xạ phân rã. Vì không thể quan sát được trạng thái của con mèo, Schrödinger cho rằng con mèo vừa sống vừa chết cùng lúc – tương tự như trong cơ học lượng tử, một hệ thống có thể tồn tại ở nhiều trạng thái đồng thời cho đến khi được đo đạc.

Thí nghiệm tưởng tượng của Schrödinger nhằm chỉ ra sự phi lý của tình huống này, bởi cơ học lượng tử dường như không áp dụng được cho các vật thể ở quy mô lớn như trong đời thường, ví dụ như một con mèo.

Tuy nhiên, Leggett lập luận rằng các thí nghiệm do Clarke, Devoret và Martinis tiến hành đã cho thấy vẫn tồn tại các hiện tượng ở quy mô lớn tuân theo đúng những gì cơ học lượng tử dự đoán.

Ông Clarke cho biết nghiên cứu của họ đã góp phần mở đường cho các tiến bộ công nghệ, chẳng hạn như sự ra đời của điện thoại di động.

“Không có công nghệ tiên tiến nào ngày nay mà không dựa vào cơ học lượng tử, bao gồm điện thoại di động, máy ảnh… và cáp quang”, Ủy ban Nobel nhấn mạnh.

Năm ngoái, giải thưởng Nobel Vật lý được trao cho Geoffrey Hinton – người thường được gọi là “Cha đỡ đầu của trí tuệ nhân tạo (AI)” – và John Hopfield, vì những khám phá nền tảng trong học máy (machine learning), đặt nền móng cho cách mà AI được ứng dụng hiện nay.

Năm 2023, giải thưởng thuộc về ba nhà khoa học châu Âu, những người đã sử dụng tia laser để quan sát chuyển động cực nhanh của các electron, vốn trước đây được cho là không thể theo dõi được.

Giải thưởng đi kèm phần thưởng tiền mặt trị giá 11 triệu krona Thụy Điển (tương đương 1 triệu USD).

Theo CNN

Huyền Chi

Nguồn VietTimes : https://viettimes.vn/giai-nobel-vat-ly-2025-duoc-trao-cho-ba-nha-khoa-hoc-co-phat-hien-dot-pha-ve-the-gioi-luong-tu-post190215.html