Akademia Mbretërore Suedeze e Shkencave shpalli më 7 tetor 2025 fituesit e Çmimit Nobel për Fizikë. Këtë vit, nderimi më i lartë në botën shkencore iu dha tre studiuesve të njohur: John Clarke nga Universiteti i Kalifornisë në Berkeley, Michel H. Devoret nga Universiteti Yale dhe Universiteti i Kalifornisë në Santa Barbara, si dhe John M. Martinis nga po i njëjti universitet në Santa Barbara.
Komiteti Nobel i vlerësoi ata “për zbulimin e tunelimit kuantik makroskopik dhe për matjen e energjisë së kuantizuar në një qark elektrik”. Me punën e tyre, këta fizikanë kanë demonstruar se efektet e mekanikës kuantike – që zakonisht shfaqen vetëm në botën mikroskopike të atomeve dhe grimcave subatomike – mund të ekzistojnë edhe në objekte të dukshme me sy të lirë.
Eksperimente që sfidojnë kufijtë mes botës klasike dhe asaj kuantike
Një nga pyetjet më të vjetra në fizikë është nëse ligjet e mekanikës kuantike vlejnë vetëm për grimcat shumë të vogla apo edhe për objekte më të mëdha. Kjo dilemë qëndron në zemër të kërkimeve që kanë bërë Clarke, Devoret dhe Martinis.
Ata ndërtuan qarqe elektrike nga materiale superpërçuese – substanca që, në temperatura shumë të ulëta, lejojnë kalimin e rrymës elektrike pa asnjë rezistencë. Në këto qarqe përfshihej një shtresë shumë e hollë materiali jopërçues, e njohur si nyja Josephson, që luan një rol kyç në fenomenet kuantike elektrike.
Nëpërmjet këtyre qarqeve, studiuesit arritën të krijonin një sistem makroskopik që sillet si një grimcë e vetme kuantike. Fillimisht, rryma elektrike qarkullonte pa asnjë tension – sikur sistemi të ishte i bllokuar pas një pengese energjetike. Por në eksperimente u pa se ai mund të kalonte nëpër pengesë përmes një procesi të quajtur tunelim kuantik, një nga parashikimet më të çuditshme dhe më të njohura të mekanikës kuantike.
Tunelimi kuantik është një dukuri ku grimcat, në vend që të kapërcejnë një pengesë energjetike, e “shpohen” atë, si të kalonin përmes një muri që teorikisht nuk do të duhej të lejonte kalimin e tyre. Kjo ndodh për shkak se grimcat në botën kuantike nuk janë thjesht pika të vogla, por valë probabiliteti, që mund të shfaqen përtej barrierës me një gjasë të caktuar.
Për herë të parë, Clarke, Devoret dhe Martinis demonstruan se i njëjti fenomen mund të ndodhë edhe në një sistem të përbërë nga miliarda elektrone që lëvizin bashkë në një qark të dukshëm. Ky ishte një hap i madh përpara në përpjekjen për të lidhur botën mikroskopike me atë makroskopike dhe për të kuptuar kufijtë realë të mekanikës kuantike.
Ata gjithashtu vërtetuan se energjia në këto sisteme është e kuantizuar – pra ndryshon në hapa të caktuar, jo në mënyrë të vazhdueshme. Kjo do të thotë se sistemi mund të thithë ose të lëshojë vetëm sasi të caktuara energjie, një nga parimet themelore të fizikës kuantike.
Kuptimi dhe ndikimi i punës së tyre
Ky zbulim ka rëndësi shumë më të madhe sesa mund të duket në shikim të parë. Ai tregon se rregullat e fizikës kuantike – të cilat janë thelbësore për të kuptuar sjelljen e atomeve, molekulave dhe dritës – nuk janë të kufizuara vetëm në mikroskop. Në fakt, ato mund të shtrihen edhe në sisteme të krijuara nga njeriu, të përbëra nga triliona grimca.
Sipas deklaratës së Komitetit Nobel për Fizikë, “është mahnitëse të festojmë mënyrën se si mekanika kuantike, një teori e formuluar më shumë se një shekull më parë, vazhdon të na befasojë me aplikime të reja. Ajo është gjithashtu tepër e dobishme, sepse mekanika kuantike qëndron në themel të gjithë teknologjisë digjitale të sotme.”
Këto eksperimente janë gjithashtu një hap i rëndësishëm drejt zhvillimit të teknologjive të reja, si kompjuterët kuantikë, kriptografia kuantike dhe sensorët e avancuar që shfrytëzojnë fenomene kuantike për matje shumë të ndjeshme. Qarqet superpërçuese, të ngjashme me ato që përdorën fituesit e këtij viti, janë tashmë pjesë e shumë platformave eksperimentale për ndërtimin e bitëve kuantikë (qubits), njësitë bazë të informacionit në kompjuterët kuantikë.
Një çmim me traditë më shumë se një shekull
Çmimi Nobel për Fizikë u themelua në vitin 1901 dhe ishte i pari që u shpërnda nga fondacioni i krijuar me testamentin e shpikësit suedez Alfred Nobel. Fituesi i parë ishte Wilhelm Röntgen, për zbulimin e rrezeve X, një nga përparimet më të rëndësishme të mjekësisë dhe shkencës moderne.
Që nga ajo kohë e deri në vitin 2024, janë ndarë gjithsej 227 çmime Nobel për Fizikë. John Bardeen mbetet i vetmi që e ka fituar dy herë, në vitet 1956 dhe 1972, për kontributet e tij në fizikën e gjysmëpërçuesve dhe në teorinë e superpërçueshmërisë.
Vetëm pesë gra janë nderuar me këtë çmim gjatë gjithë historisë: Marie Curie (1903), Maria Goeppert-Mayer (1963), Donna Strickland (2018), Andrea Ghez (2020) dhe Anne L’Huillier (2023). Kjo listë tregon sfidat që gratë kanë hasur në fushën e shkencave, por edhe përparimin e arritur në dekadat e fundit.
Fituesi më i ri në moshë ka qenë Lawrence Bragg, i cili e mori çmimin në vitin 1915, vetëm 25 vjeç, ndërsa më i moshuari ka qenë Arthur Ashkin, që e fitoi në moshën 96-vjeçare në vitin 2018.
Gjatë historisë, ndër laureatët më të shquar përmenden Guglielmo Marconi, Max Planck, Albert Einstein, Niels Bohr, James Chadwick, Wolfgang Pauli dhe shumë të tjerë që kanë formësuar kuptimin tonë për universin. Në dekadat e fundit, çmimi ka shkuar shpesh për zbulime që lidhen me fizikën kuantike, astronominë dhe teknologjinë digjitale.
Në vitin 2024, çmimi Nobel për Fizikë iu dha John Hopfield dhe Geoffrey Hinton, dy pionierë të inteligjencës artificiale, për zbulimet që lidhen me rrjetet neuronale dhe mësimin e makinave – një shembull se si njohuritë e fizikës mund të ndikojnë edhe në fushat më moderne të teknologjisë.
Shkenca kuantike në prag të një epoke të re
Fituesit e vitit 2025 ndoshta nuk kanë ndërtuar ende një kompjuter kuantik plotësisht funksional, por puna e tyre vendosi bazat e domosdoshme për këtë qëllim. Ata treguan se është e mundur të kontrollosh dhe të matësh efekte kuantike në sisteme të përbëra nga miliarda grimca – një arritje që disa dekada më parë dukej e pamundur.
Në një nivel më të thellë, zbulimi i tyre na kujton se kufiri mes botës klasike dhe asaj kuantike nuk është aq i qartë sa besohej. Ndërsa teknologjia avancon dhe ne mësojmë të manipulojmë materien në shkallë gjithnjë e më të vogël, po afrohemi gjithnjë e më shumë me një realitet ku konceptet e probabilitetit, ndërthurjes dhe tunelimit nuk janë më teori abstrakte, por mjete praktike për ndërtimin e pajisjeve të së ardhmes.
Në fund, siç deklaroi një prej anëtarëve të Komitetit Nobel, ky çmim është një kujtesë e fuqishme se “shkenca e vërtetë nuk ndalet kurrë së pyeturi” dhe se “edhe ligjet më të njohura të natyrës mund të zbulojnë aspekte të reja kur i vështrojmë me sytë e kureshtjes njerëzore”.
