НОБЕЛОВА НАГРАДА ПО ФИЗИКА 2022г.

Нобеловата награда по физика за 2022 беше присъдена на Ален Аспе от Франция, Джон Клаузър от САЩ и Антон Цайлингер от Австрия за забележителните им постижения в квантовата физика. Победителите са високо ценени в академичните среди от десетилетия и удостояването им с Нобелова награда беше очаквано от много години. Те спечелиха наградата за своите експерименти върху сплитането на квантови частици – удивителен феномен, при който две частици губят индивидуалността си и се държат като една, дори и на огромно разстояние една от друга. Поради това резултатът от измерването на едната частица определя резултата от измерването на другата, независимо от разстоянието между тях. Това е едно от най-странните явления в квантовия свят, предмет на прочутия спор между Алберт Айнщайн и Нилс Бор през 1935, което Айнщайн нарича “призрачно действие от разстояние” (spooky action at a distance). Един от създателите на квантовата механика – Ервин Шрьодингер – също отрича неговото съществуване и за целта създава мисления експеримент, станал известен като “котката на Шрьодингер”. Десетилетия след тези исторически събития експериментите на Аспе, Клаузър и Цайлингер показаха, че квантовото сплитане е реално, а Кралската шведска академия на науките заяви, че работата на триото “е положила основите за новата ера на квантовите технологии”.

Джон Клаузър и Ален Аспе остават в историята на физиката с прочутите си експерименти съответно от 1972 и 1982, в които доказват неравенството на Джон Бел (и обобщението му на Клаузър-Хорн), което дава числен критерий за съществуването или несъществуването на скрити параметри, които са в основата на спора между Айнщайн и Бор. Тези експерименти, последвани от десетки и стотици подобни експерименти в лаборатории в цял свят, недвусмислено доказват, че скрити параметри не съществуват, което значи, че Бор печели спора с Айнщайн. Клаузър наблюдава през 1974 и първата суб-Поасонова статистика на светлина, което е първото недвусмислено доказателство на корпускулярните свойства на фотоните.

Антон Цайлингер остава в историята с експериментите си по т.нар. “безразрушително измерване” (non-demolition measurement), както и с прочутите си експерименти по квантова телепортация. Квантовата телепортация представлява телепортирането на свойствата на една квантова система (а не самата квантова система!) от една точка в друга точка от пространството, като ефектът на сплитането е ключовият елемент в тази технология. С това идеите от филми като Стар Трек или Седморката на Блейк стават реалност, макар и със забележката, че се прехвърлят квантови свойства, а не материя. Цайлингер има и редица други ключови пионерски приноси в развитието на квантовата физика и квантовите технологии, като първата демонстрация на квантово кодиране на базата на сплитане, размяна на сплетени състояния, плътно квантово кодиране, квантови комуникации на големи разстояния (вкл. през спътник) и много други.

Изследванията на тримата учени не само демонстрират контраинтуитивната природа на квантовия свят, но и полагат основите на съвременните квантови технологии: квантови компютри, квантови комуникации, квантови симулации и квантови сензори. Тези технологии имат потенциала да променят нашия свят по отношение на наистина практични неща, като свръхбързи изчисления, свръхпрецизни сензори, сигурни комуникации и много други решения – от нови лекарства и ваксини до технологии и прогнозиране на времето.