جائزة نوبل في الفيزياء 2025 تكرّم ثلاثي تجارب الدوائر الكهربائية
أعلنت الأكاديمية الملكية السويدية للعلوم عن منح جائزة نوبل في الفيزياء لعام 2025 لكلٍّ من جون كلارك من جامعة كاليفورنيا في بركلي، وميشيل ديفوريه من جامعتي ييل في نيو هيفن وسانتا باربرا، وجون مارتينيس من جامعة كاليفورنيا في سانتا باربرا.
يأتي ذلك تقديرًا لاكتشافهم الأنفاق الكمّية على المستوى الكبير وتكميم الطاقة في دائرة كهربائية.
تجارب العلماء الثلاثة، التي أُجريت على شريحة إلكترونية، كشفت للمرة الأولى كيف يمكن لظواهر ميكانيكا الكم أن تظهر داخل نظام يمكن الإمساك به باليد. فالسؤال الذي حيّر الفيزيائيين لعقود هو: ما الحد الأقصى لحجم النظام الذي يمكن أن يُظهر سلوكًا كمّيًا؟ وقد جاءت تجارب الفائزين لتمنح هذا السؤال إجابة ملموسة.
في منتصف الثمانينيات، وتحديدًا بين عامي 1984 و1985، صمّم كلارك وديفوريه ومارتينيس دائرة إلكترونية مصنوعة من موصلات فائقة تفقد مقاومتها الكهربائية تمامًا. داخل هذه الدائرة، فُصلت مكونات الموصلات بطبقة رقيقة من مادة عازلة، مُشكِّلةً ما يُعرف باسم وصلة جوزيفسون. ومن خلال ضبط خصائص الدائرة بدقة وقياس تياراتها، استطاع الباحثون التحكم في الظواهر التي نشأت عند مرور التيار، إذ بدت الجسيمات المشحونة وكأنها تتصرّف كجسيم واحد ضخم يملأ الدائرة بأكملها.
هذا النظام، الذي يمكن اعتباره جسيمًا كمّيًا كبيرًا، يبدأ في حالة يتدفق فيها التيار دون أي جهد كهربائي، وكأنه محبوس خلف حاجز لا يستطيع تجاوزه. لكن المفاجأة ظهرت حين تمكّن النظام من العبور عبر هذا الحاجز بفضل ظاهرة النفق الكمّي، لينتقل إلى حالة جديدة يمكن رصدها من خلال ظهور فرق جهد كهربائي.
كما أثبت العلماء أن هذا السلوك يتبع بدقة تنبؤات ميكانيكا الكم، حيث لم تمتص الدائرة أو تصدر إلا كميات محددة من الطاقة، مما يعني أن طاقتها مكمّمة وليست متصلة.
وقال أوله إريكسون، رئيس لجنة نوبل للفيزياء: "من المدهش أن تواصل ميكانيكا الكم، بعد قرن من اكتشافها، تقديم مفاجآت جديدة، فضلًا عن كونها الأساس لكل التكنولوجيا الرقمية الحديثة."
وأضاف أن هذا الاكتشاف لا يقتصر على الجانب النظري، بل يمهّد لتقنيات الجيل القادم من التطبيقات الكمّية، مثل التشفير الكمّي والحواسيب الكمّية والمستشعرات فائقة الدقة.
تبلغ قيمة الجائزة 11 مليون كرونة سويدية تُقسم بالتساوي بين الفائزين الثلاثة.
وُلِد جون كلارك عام 1942 في كامبريدج بالمملكة المتحدة، ونال درجة الدكتوراه عام 1968 من جامعة كامبريدج، ويعمل أستاذًا في جامعة كاليفورنيا في بركلي.
أما ميشيل ديفوريه فقد وُلد عام 1953 في باريس بفرنسا، وحصل على الدكتوراه عام 1982 من جامعة باريس الجنوبية، ويشغل حاليًا مناصب في جامعتي ييل وسانتا باربرا.
في حين وُلد جون مارتينيس عام 1958، ونال الدكتوراه عام 1987 من جامعة كاليفورنيا في بركلي، ويعمل أستاذًا في سانتا باربرا.
وأكدت الأكاديمية الملكية السويدية للعلوم، التي تأسست عام 1739 كهيئة مستقلة تهدف إلى دعم العلوم وتعزيز تأثيرها في المجتمع، أن هذا الإنجاز يمثل خطوة جديدة في مسيرة التعاون بين الفيزياء النظرية والتكنولوجيا العملية.
