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La fisica quantistica segna un nuovo capitolo nella sua storia grazie agli esperimenti rivoluzionari condotti da John Clarke, Michel H. Devoret e John M. Martinis negli anni '80. Questi illustri studiosi hanno ricevuto il Premio Nobel per la Fisica 2025 per il loro lavoro pionieristico che ha permesso di osservare gli effetti quantistici su scala macroscopica. Questo notevole traguardo non solo risponde a fondamentali enigmi scientifici, ma apre anche la strada a futuri sviluppi tecnologici nel campo delle tecnologie quantistiche.
Le leggi della meccanica quantistica, assai diverse da quelle della fisica classica, vedono le particelle attraversare barriere energetiche attraverso un processo noto come tunneling quantistico. Questo fenomeno, che descrive la capacità delle particelle di superare ostacoli che sarebbero invalicabili secondo la fisica classica, è alla base di eventi naturali quotidiani come la produzione di calore nei materiali radioattivi e la luce del Sole. Tuttavia, replicare questi effetti in laboratorio è stato a lungo sfidante e complesso.
Il lavoro di Clarke, Devoret e Martinis, avviato tra il 1984 e il 1985, ha superato tali ostacoli mediante l’uso di circuiti elettronici basati su materiali sovrapposti superconduttori. Questi materiali sono in grado di condurre elettricità senza alcuna resistenza quando sono raffreddati a bassissime temperature. Nei loro esperimenti, un sottile strato isolante separava i componenti superconduttori del circuito, creando quello che è noto come un giunzione Josephson.
Perfezionando la struttura e misurando con precisione le proprietà del circuito, gli scienziati hanno dimostrato di poter controllare i processi all'interno del sistema, permettendo di osservare il tunneling quantistico e i livelli discreti di energia. Il circuito si comportava come un’unitaria ‘particella’, capace di essere tenuta in mano, mentre manifestava gli effetti previsti dalla teoria quantistica.
Il prestigioso premio assegnato dal Nobel Committee sottolinea come i transistori nei moderni microchip siano solo un piccolo esempio dell'impatto delle tecnologie quantistiche. Con il progredire di queste conoscenze, ci avviciniamo a un futuro promettente fatto di computer quantistici, criptografia quantistica e avanzati sensori quantistici. L'eredità di Clarke, Devoret e Martinis è la chiave per comprendere e sviluppare tali soluzioni, accelerando la trasformazione del panorama tecnologico globale.
Guardando avanti, le ricadute di queste scoperte saranno profonde, influenzando molti settori, dalla sicurezza informatica all’elaborazione dati, fino all’internet delle cose. Con la loro capacità di sfruttare i principi della fisica quantistica, gli strumenti che erano una volta confinati alla teoria, stanno diventando realtà concrete, pronte a cambiare il mondo che ci circonda.
