Kráľovská švédska akadémia vied sa rozhodla udeliť Nobelovú cenu za fyziku za rok 2022 Alainovi Aspectovi, Johnovi F. Clauserovi a Antonovi Zeilingerovi „za experimenty s previazanými fotónmi, ktoré preukázali porušenie Bellových nerovností a za priekopníctvo kvantovej informačnej vedy“.
Alain Aspect, John Clauser a Anton Zeilinger uskutočnili prelomové experimenty s použitím zapletených kvantových stavov, kde sa dve častice správajú ako jedna jednotka, aj keď sú oddelené. Ich výsledky uvoľnili cestu pre novú technológiu založenú na kvantových informáciách.
Nevýslovné účinky kvantovej mechaniky začínajú nachádzať uplatnenie. V súčasnosti existuje veľká oblasť výskumu, ktorá zahŕňa kvantové počítače, kvantové siete a zabezpečenú kvantovú šifrovanú komunikáciu.
Jedným z kľúčových faktorov tohto vývoja je, ako kvantová mechanika umožňuje existenciu dvoch alebo viacerých častíc v stave, ktorý sa nazýva zapletený stav. Čo sa stane s jednou z častíc v prepletenom páre, určuje, čo sa stane s druhou časticou, aj keď sú od seba ďaleko.
Dlho bola otázka, či je korelácia spôsobená tým, že častice v previazanom páre obsahujú skryté premenné, inštrukcie, ktoré im hovoria, aký výsledok by mali dať v experimente. V šesťdesiatych rokoch John Stewart Bell vyvinul matematickú nerovnosť, ktorá je po ňom pomenovaná. Tá hovorí, že ak existujú skryté premenné, korelácia medzi výsledkami veľkého počtu meraní nikdy neprekročí určitú hodnotu. Kvantová mechanika však predpovedá, že určitý typ experimentu poruší Bellovu nerovnosť, čo povedie k silnejšej korelácii, než by bolo inak možné.
John Clauser rozvinul myšlienky Johna Bella, čo viedlo k praktickému experimentu. Keď vykonal merania, podporili kvantovú mechaniku jasným porušením Bellovej nerovnosti. To znamená, že kvantovú mechaniku nemožno nahradiť teóriou, ktorá využíva skryté premenné.
Po experimente Johna Clausera zostali niektoré medzery. Alain Aspect vyvinul nastavenie a použil ho spôsobom, ktorý uzavrel dôležitú medzeru. Bol schopný zmeniť nastavenia merania potom, čo zapletený pár opustil svoj zdroj, takže nastavenie, ktoré existovalo, keď boli vysielané, nemohlo ovplyvniť výsledok.
Pomocou rafinovaných nástrojov a dlhých sérií experimentov začal Anton Zeilinger používať zapletené kvantové stavy. Jeho výskumná skupina okrem iného preukázala fenomén nazývaný kvantová teleportácia, ktorý umožňuje presunúť kvantový stav z jednej častice na jednu na diaľku.
Vlani dostali Nobelovu cenu za fyziku Američan japonského pôvodu Syukuro Manabe, Nemec Klaus Hasselmann a Talian Giorgio Paris za prácu na vytváraní fyzikálnych modelov zemskej klímy.
Popri medaile a diplomu na laureáty Nobelových cien čaká aj finančná prémia, ktorá činí desať miliónov švédskych korún. Laureáti ocenení slávnostne prevezmú 10. decembra 2022, v deň výročia úmrtia švédskeho vynálezcu dynamitu Alfreda Nobela, na základe ktorého závetu sú ceny udeľované.
Viac informácií:
Press release: The Nobel Prize in Physics 2022
Zdroj: https://www.nobelprize.org, https://www.nzz.ch, https://vat.pravda.sk; zverejnené: 4. 10. 2022, autor: rpa
