A francia Serge Haroche és az amerikai David J. Wineland kapta megosztva az idei fizikai Nobel-díjat kvantumfizikai kutatásaiért – jelentették be tegnap a Svéd Királyi Tudományos Akadémián Stockholmban. A bizottság indoklása szerint a két tudós „a kvantumfizikai kísérletezés új korszaka előtt nyitotta meg az utat azzal, hogy demonstrálták az egyedi kvantumrészecskék közvetlen megfigyelhetőségét”. Serge Haroche és David J. Wineland egymástól függetlenül talált és fejlesztett ki módszereket az egyedi részecskék mérésére és manipulálására úgy, hogy közben sikerült megőrizniük azok kvantummechanikai természetét. (A kvantummechanikán alapvetően az elemi részecskék fizikáját értjük. A fizika ezen ága egy rendszer pillanatnyi állapotát a hullámfüggvénnyel írja le.) Az elismeréssel járó nyolcmillió svéd koronán (263 millió forint) egyenlő arányban osztozik a két díjazott. Bejött tehát az a jóslat, hogy bár erős érvek szólnak a Higgs-bozon létezése mellett, további bizonyítékok kellenek ahhoz, hogy egyértelműen kijelenthessük: megtaláltuk. Így viszont korai lenne Nobel-díjjal jutalmazni a CERN-ben született eredményt. Erre legalább egy évet várni kell.
Domokos Péter, az MTA Wigner Fizikai Kutatóközpont Szilárdtestfizikai és Optikai Kutatóintézet tudományos tanácsadója szerint a két kutató olyan laboratóriumi rendszereket hozott létre, amelyekben a kvantummechanika törvényszerűségeinek engedelmeskedő egyedi objektumok viselkedését figyelhetjük meg. A hangsúly az egyedin van: ezt megelőzően ugyanis mindig egy sokaságot vizsgálhattunk (atomokat gázban, folyadékban vagy szilárdtestben), amelyben a kvantumjelenségek eltűnnek, mert többnyire statisztikusan kiátlagolódnak. Emiatt csak közvetett bizonyítékaink voltak a kvantummechanikáról. A kvantumfizikáról nem közvetett, hanem közvetlen tapasztalatokat azokban a rendszerekben szerezhettünk, amelyeket a díjazottak fejlesztettek ki több évtized munkájával. Mind az üregrezonátorba zárt fotonokkal (ez az elektromágneses jelenségekért felelős elemi részecske), mind a csapdázott ionokkal a fizikusok akarata és fantáziája szerint lehet játszadozni, köszönhetően annak a rengeteg technikai és elméleti megoldásnak, amelyeket ők dolgoztak ki. Ennek egyik jelentősége, hogy a kutatók ezekben a kísérletekben a kvantumfizika fundamentális törvényeit igazolták.
Az indoklás szerint a két kutató az anyag és a fény kölcsönhatásának elemzésében is átütő eredményt ért el. Domokos Pétertől tudjuk, hogy a két kutató a fény-anyag kölcsönhatást a létező legelemibb rendszeren, egyetlen atom (vagy ion) és egyetlen foton összecsatolásán keresztül ragadták meg. Ezen a mikroszkopikus skálán a fény és anyag kölcsönhatása a makroszkopikus világban tapasztaltaktól lényegesen eltérő jelenségeket mutat. Izgalmas új világ bontakozott ki, amelyhez a munkájuk meghatározó módon hozzájárult.
Domokos Péter szerint éppen az ő kísérleteik vezettek el ahhoz, hogy egy zajos halmazból egyedi kvantumos objektumot kivegyünk, és azt hosszú ideig tároljuk, manipuláljuk. A következő lépés, hogy ilyen elemi objektumokból építsünk egyre nagyobb, de még a kvantumos törvényeknek engedelmeskedő rendszereket. Ezek olyan „gépek”, amelyekkel a klasszikus világban megszokottól eltérő működésnek köszönhetően eddig megoldhatatlan feladatokat végezhetünk el. Erre példa a kvantumszámítógép, amelyen a klasszikus számítógép számára megoldhatatlan feladatokra léteznek algoritmusok. A környezeti hatásoktól elszigetelt egyedi kvantumrendszerek, a méréselméletben is óriási lehetőségeket nyitnak – például az időmérés pontosságát nagyságrendekkel megnövelik.
Domokos Péter mindkét idei fizikai Nobel-díjast jól ismeri. A francia Serge Haroche-al különösen szoros a kapcsolata, hiszen a doktori témavezetője volt 1994 és 1998 között a párizsi Ecole Normale Superieure-ön. „Emberileg nagyon tisztelem, nagyon vonzó ember. Egy cikkét olvastam egyetemistaként, és elhatároztam, hogy a cikkben megjelenő területtel akarok foglalkozni. Elkezdtem franciául tanulni és a francia kormány ösztöndíját elnyerve mentem ki hozzá” – emlékezett témavezetőjére a fiatal magyar fizikus, aki kicsit más rendszereken, de hasonló filozófia mentén dolgozik az általa vezetett „Kvantummérés Lendület csoportban”. Ők is rezonátorba zárt fotonokat vizsgálnak, csak nem a mikrohullámú, hanem az optikai hullámhossz tartományban. Serge Haroche laboratóriumával ma is együttműködik – európai uniós támogatással közösen dolgoznak egy programban.
Serge Haroche francia állampolgár, 1944-ben született a marokkói Casablancában, a Collége de France professzora. David J. Wineland amerikai állampolgár, 1944-ben született Milwaukeeban, az amerikai Országos Szabványügyi és Technológiai Intézet (NIST) fizikusa. (Ennek az intézetnek volt munkatársa 1955–1972 között Bay Zoltán.) Wineland 1970-ben a Harvard Egyetemen szerzett PhD-fokozatot.
forrás: nol.hu