Pepa Daniel

Děkuju za repost!

Jen bych případné čtenáře upozornil, že Bluesky umožňuje zobrazit ve vlákně pouze devět příspěvků, pod posledním z nich se pak ukáže toto tlačítko a po jeho rozkliknutí se rozevře dalších devět a pak dalších devět, atd. 😉

Videem o kvantové dekoherenci a o vlnových funkcích odkazuji na @maxwellovidemoni.bsky.social

Nobel Prize in Physics 2025 The Nobel Prize in Physics 2025 was awarded jointly to John Clarke, Michel H. Devoret and John M. Martinis "for the discovery of macroscopic quantum mechanical tunnelling and energy quantisation in an...

Ilustrační obrázky pro proud a experiment byly zkopírovány z Nobelovského zdůvodnění, které doporučuju všem zájemcům o hlubší vhled do problematiky:

- popular: www.nobelprize.org/prizes/physi...

- advanced: www.nobelprize.org/uploads/2025...

20/ John Martinis (1958) brzy vyměnil akademickou dráhu za práci v soukromých výzkumných ústavech zaměřených na kvantové počítání. V současnosti pracuje pro australský start-up Silicon Quantum Computing na vývoji čipů pro kvantové počítače.

19/ Naštěstí ani nezůstal u tesařiny, kterou se vyučil během studia doktorátu. A proto mohl zlákat na studia sběratele modelů vláčků a fyzika Michela Devoreta (1953). Devoret už v Americe zůstal a nyní působí na Yaleově univerzitě.

18/ John Clarke (1942) měl naštěstí v mládí smůlu. A tak neskončil jako sprinter, nepovedlo se mu ani dvořit princezně Alexandře, sestřenici Alžběty II., do které byl zamilován a kterou před nastoupenou školou ztrapnil slovy: “Netušil jsem, že jste tak chytrá a pochopíte jak funguje počítač”.

two men standing next to each other with the words to si zaslouzi on the bottom right ALT: two men standing next to each other with the words to si zaslouzi on the bottom right

17/ A právě experiment s makroskopickým tunelováním a kvantováním byl ten, který po experimentální stránce druhou kvantovou revoluci odšpuntoval. Takže pánové ať se klidně podivují, nobelovský výbor však moc dobře ví, proč ocenil právě je!

a person is taking a picture of a stack of money with a cell phone ALT: a person is taking a picture of a stack of money with a cell phone

16/ V 80. letech přišla nová vlna kvantových teoretiků. Přišly nové interpretace QM se zajímavými důsledky pro QM počítače, šifrování a další technologie. Postupně se podařilo teorii přetavit v praxi a už přichází první vlaštovky, třeba kryptografie která umožnila nové možnosti bankovních plateb.

a blurred image with the word coze in white ALT: a blurred image with the word coze in white

15/ V 80. letech šlo o velký objev, ale na Nobelovu cenu to nevypadalo. Proto byli laureáti tak překvapeni. Jenže ono se od té doby leccos změnilo. Přišla tzv. Druhá kvantová revoluce.

a person is holding a can of pringles chips ALT: a person is holding a can of pringles chips

14/ V experimentu ale ke zhroucení systému nedošlo ihned a koherence přetrvala dlouho. Dostatečně dlouho, aby bylo možné pozorovat tunelování celého stavu i změřit makroskopické veličiny popisující proud. Tím ukázali, že čipy pro kvantové počítače lze konstruovat!

(obr: kvantové čipsy, čipy nebyly)

YouTube video by Maxwellovi démoni Díky tomuto začne kvantový dvojštěrbinový experiment dávat trochu smysl.

13/ Dalším výsledkem bylo, že v systému nedošlo k okamžité dekoherenci. QM systém je třeba ve stavech 0 a 1, ale i všechno mezi tím. Působením okolí na systém ale docházeí ke “zhorucení” do stavu 0 nebo 1. Dekoherence. A systém se tak stává klasickým.

(o tomhle víc třeba: youtu.be/hmzIYjPYgGU?...)

a close up of a cartoon rabbit with the words wow written on it ALT: a close up of a cartoon rabbit with the words wow written on it

12/ Experiment zopakovali mnohokrát. Dostkrát na to, aby statisticky určili naměřené fáze, resp. energetické hladiny. A aby ukázali, že nabývaly diskrétních, kvantovaných, hodnot. Dokázali, že QM jevy fungují i v makrosvětě!

11/ Za prvé, proud jel kolem dokola. Ne proud elektronu, resp. elektronů v Cooperových párech, ale proud miliard a miliard párů. Vytvořily makroskopický kvantový systém popsaný jedinou vlnovou funkcí a celý tento stav se tuneloval přes bariéru.

10/ Vytvořili makroskopický elektrický obvod velký “aby se do něj dalo sáhnout prsty”. Ale neuzavřeli ho - dali mu do cesty malou izolační bariéru. Na ní snímali signál, ze kterého poté určili fázi proudu. Snížením teploty přešli do supravodivého stavu a rozjelo se to.

a cartoon character says i 'm curious while driving a boat ALT: a cartoon character says i 'm curious while driving a boat

9/ Trojice laureátů - John Clark, ostřílený matador experimentů s QM a supravodivostí v Berkeley, jeho postdoc z Francie Michel Devoret a doktorand John Martinis - zkusila přinést nový vhled do této problematiky novým způsobem. Zkonstruovali unikátní experiment.

a group of women are dancing in a club and the caption says `` party like it 's 1985 '' . ALT: a group of women are dancing in a club and the caption says `` party like it 's 1985 '' .

8/ Pak přišla 80. léta a technologie pokročily natolik, že bylo možné pracovat se supravodivými systémi chlazenými na extrémně nízké teploty. A od 70. let se draly myšlenky, jestli je možné aplikovat QM jevy i na makroskopické objekty. Zatím hlavně v teoretické rovině.

7/ To by bylo tunelování. Teď to kvantování. Tam je to jednodušší - třeba elektrony v atomu nemohou mít jakoukoliv energii, ale jejich energie dosahuje pouze určitých hodnot. Určitých čísel a nic mezi nimi. Tomu se říká, že je ta energie kvantována.

a man in a suit and tie stands in a room ALT: a man in a suit and tie stands in a room

6/ V QM se ale při nárazu na bariéru může s určitou pravděpodobností odrazit, ale i objevit se za bariérou; pravděpodobnost výskytu částice je nenulová i tam. Jako kdyby se při squashi najednou míček objevil za zdí. V mikrosvětě se to fakt děje. Třeba radioaktivní záření alfa je toho důsledkem.

two men are playing squash on a court with litepaq written on the wall ALT: two men are playing squash on a court with litepaq written on the wall

5/ Je to trochu složitější. Částici totiž v QM popisuje tzv. vlnová funkce. A jednou z možností popisu je pravděpodobnost, se kterou se částice kde nachází. Mějme teď částici vedle nějaké bariéry ve formě silového pole, které ji nechce pustit skrz. Třeba míček u zdi při squashi.

4/ Díky mnoha populárním odkazům je známé, že se v mikrosvětě dějí prapodivné věci, které vysvětluje kvantová mechanika (dále QM). Jednou z nich je tunelový jev. Máme-li částici, která se nachází u bariéry, může částice protunelovat skrz.

a group of people are standing in front of a train station with the number 9 on the sign . ALT: a group of people are standing in front of a train station with the number 9 on the sign .

3/ Pojďme se podívat co si pod pojmem “makroskopického kvantového tunelování a kvantování energie v elektrickém obvodu” představit. Začněme od základu - co je to tunelování a kvantování obecně.

2/ Nobelovský výbor v 11:45 našeho času oznámil, že cenu za fyziku získává za "objev makroskopického kvantového tunelování a kvantování energie v elektrickém obvodu" trojice vědců John Clarke, Michel H. Devoret a John M. Martinis.

Včera byla udělena Nobelova cena za fyziku a predikční model se ukázal jako…úplně na prd. Letošní laureáti se mezi predikovanými neobjevili. Což jim však neubírá na zásluze. Naopak.

Nobelova cena za chemii za objev a vývoj metalo-organických polymerů, které svojí mikrostrukturou slouží jako filtry nebo jako materiály pro vazbu jiných látek. Užívají se při filtraci toxických látek z vody, zachycování vody ze vzduchu v poušti nebo v elektrodách baterií a superkondenzátorů.

#NobelPrize za fyziku nakonec letos patří vědcům, kteří experimenty propojili klasickou a kvantovou fyziku. V experimentu s makroskopickým supravodivým systémem s bariérou dokázali tunelovat systém mnoha elektronů popsaných jednou vlnovou funkcí. Navíc je týž systém kvantován na dva diskrétní stavy.

Nobelova cena za medicínu za objevy v imunologii. Letos putuje do rukou vědců, kteří zjistili jak naše tělo dokáže držet na uzdě imunitní systém tak, aby ho nepoškozoval. A pokud se někdy vykne imunitní systém kontrole, tak proč.

KDO DOSTANE LETOŠNÍ NOBELOVU CENU ZA FYZIKU?
To se dozvíme za necelý týden. V úterý 7. října bude vyhlášen letošní laureát. A o kom se šušká, že by to mohl být letos? Pojďme se mrknou v trochu delším vláknu 👇👇👇:

a man wearing glasses has the word umm written on his face . ALT: a man wearing glasses has the word umm written on his face .

30/30 Můj tip je, že na 66 % to nebude nikdo z výše zmíněných. A každý z nich s 11% pravděpodobností. Co si myslíte vy? Komu byste to přáli nejvíc? Schválně, trefí někdo myšlenkové pochody nobelovské komise?

29/30 Nejcitovanější astrochemička světa stále aktivně zkoumá fyzikálně-chemické procesy při vzniku planetárních disků mladých hvězd. Dokonce jí na to téma běží velký ERC grant. NC pro astrofyziku přichází průměrně jednou za pět let. Naposledy to bylo roku 2020. Že by?

28/30 Metanol, amoniak, metan. A další. Přibývaly práce o tom, jakou roli hrají tyto molekuly při vzniku hvězd a planet (čehož dneska využívají ony teleskopy když rozmýšlí, kam se podívat).