időjárás 4°C Barbara , Borbála 2022. december 4.
logo

Kvantumfizikai kutatásért járt a Nobel-díj

Ötvös Zoltán
2022.10.04. 12:40 2022.10.04. 16:43
Kvantumfizikai kutatásért járt a Nobel-díj

Az összefonódó fotonokkal végzett kísérletekért, a Bell-egyenlőtlenség megsértésének megállapításáért és a kvantuminformatika területén elért úttörő tevékenységéért kapta az idei fizikai Nobel-díjat három kutató, Alain Aspect, John Clauser és Anton Zeilinger.

A kvantummechanika nehezen érthető elméleti eredményei kezdenek beszivárogni a mindennapokba. Hatalmas szellemi és anyagi befektetések révén formálódnak a kvantumszámítógépek, a kvantumhálózatok és a biztonságos, kvantumtitkosított kommunikáció is lassan része az életünknek.

A Svéd Királyi Tudományos Akadémia szerint ennek a fejlődésnek az egyik kulcstényezője az, hogy a kvantummechanika hogyan teszi lehetővé két vagy több részecske létezését az úgynevezett összefonódott állapotban.

Az, hogy mi történik egy összefonódott párban lévő részecskék egyikével, meghatározza, hogy mi történik a másik részecskével, még akkor is, ha távol vannak egymástól.

Sokáig az volt a kérdés, hogy az összefonódott részecskék rejtett változókat, utasításokat tartalmaznak-e, amelyek megmondják, milyen eredményt kell adniuk egy kísérlet során. Az 1960-as években John Stewart Bell kidolgozta a róla elnevezett matematikai egyenlőtlenséget.

Ez kimondja, hogy ha vannak rejtett változók, akkor a nagyszámú méréseredmény közötti korreláció soha nem halad meg egy bizonyos értéket. A kvantummechanika azonban azt jósolja, hogy egy bizonyos típusú kísérlet megsérti Bell egyenlőtlenségét, ami erősebb összefüggést eredményez, mint ami egyébként lehetséges lenne.

John Clauser amerikai fizikus kidolgozott egy kísérletet, majd amikor elvégezte a méréseket, azok a Bell-egyenlőtlenség egyértelmű megsértésével támogatták a kvantummechanikát.

Ez azt jelenti, hogy a kvantummechanika nem helyettesíthető egy rejtett változókat használó elmélettel.

John Clauser kísérlete után maradt néhány kiskapu, amelyek közül Alain Aspect zárt be egyet. Meg tudta változtatni ugyanis a mérési beállításokat, miután egy összefonódott pár elhagyta a forrást, így a kibocsátásukkor fennálló beállítás nem befolyásolta az eredményt. Kifinomult eszközökkel és hosszú kísérletsorozattal Anton Zeilinger elkezdte használni az összefonódott kvantumállapotokat.

Kutatócsoportja többek között kimutatta a kvantumteleportációnak nevezett jelenséget, amely lehetővé teszi, hogy egy kvantumállapotot (távolról) egyik részecskéről egy másikra vigyenek át – a kvantumrendszerek közötti kommunikáció azonban roppant érzékeny, az információ könnyen instabillá válik, akár elveszhet.

Egyre világosabb, hogy újfajta kvantumtechnológia van kialakulóban. Láthatjuk, hogy a díjazottak munkája nagy jelentőségű, még a kvantummechanika értelmezésével kapcsolatos alapvető kérdéseken túl is

 – mondta Anders Irbäck, a fizikai Nobel-bizottság elnöke.

Magyarországon a Nemzeti Kutatási Fejlesztési és Innovációs Hivatal (NKFIH) a 2017-ben indult Nemzeti kiválósági programban célzottan támogatja a kvantumtechnológia alkalmazásainak kibontakoztatását.

 2020 végén megalakult a Kvantuminformatika Nemzeti Laboratórium a Wigner Fizikai Kutatóközpont, a Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem és az Eötvös Loránd Tudományegyetem fizikusokat, mérnököket és matematikusokat tömörítő kutatócsoportjainak részvételével. Különleges eredményük, hogy a laboratórium kutatói létrehoztak egy kvantumkommunikációs csatornát a Műegyetem és a Wigner FK egymástól húsz kilométerre lévő telephelyei között.

A konzorcium koordinátora Domokos Péter akadémikus, a Wigner Fizikai Kutatóközpont kutatója, aki az 1990-es években dolgozott és publikált együtt a most díjazott Anton Zeilingerrel.

Alain Aspect 1947-ben született Agenben, Franciaországban. 1983-ban a Paris-Sud Egyetemen szerzett PhD-fokozatot. Az Université Paris-Saclay és az École Polytechnique professzora. John F. Clauser 1942-ben született Pasadenában, Kaliforniában, az Amerikai Egyesült Államokban. 1969-ben a Columbia Egyetemen szerzett PhD-fokozatot. Anton Zeilinger 1945-ben az ausztriai Ried im Innkreisben született. 1971-ben a Bécsi Egyetemen szerzett PhD-fokozatot, jelenleg az intézmény professzora.

A három kutató december tizedikén Stockholmban veheti át a Nobel-díjat. Az elismeréssel járó tízmillió svéd korona (375 millió forint) harmadát kapják fejenként.

 

Borítókép: Hans Ellegren, a Svéd Királyi Tudományos Akadémia főtitkára (k), valamint Eva Olsson (b) és Thors Hans Hansson, a fizikai Nobel-díj odaítéléséről döntő bizottság tagjai 2022. október 4-én, a Svéd Királyi Tudományos Akadémián rendezett sajtótájékoztatón bejelentik, hogy úttörő kvantumfizikai kutatásaiért a francia Alain Aspect, az amerikai John F. Clauser és az osztrák Anton Zeilinger (kivetítőn, b–j) megosztva kapja az idei fizikai Nobel-díjat (Fotó: MTI/EPA/TT Hírügynökség/Jonas Ekstromer)

Hírlevél feliratkozás
Nem akar lemaradni a Magyar Nemzet cikkeiről? Adja meg a nevét és az e-mail címét, és mi naponta elküldjük Önnek legjobb írásainkat.