“没有他们两个人,那些工作我根本不可能完成。” 在获奖消息公布后的采访中,新晋诺贝尔物理学奖得主——约翰·克拉克特别感谢了与他共同分享这份荣誉的另外两位物理学家。
当地时间10月7日,2025年诺贝尔物理学奖授予美国科学家约翰·克拉克、米歇尔·德沃雷特和约翰·马丁尼斯,以表彰他们“发现了电路中的宏观量子隧穿和能量量化”。
如何理解“量子隧穿”?正如蒲松龄《聊斋志异》里的“崂山道士”——念个咒语就能穿到墙的另一边。这听起来不可思议,却是量子力学的基本特点。在经典物理中,一个能量不足的粒子绝不可能越过势垒,人“穿墙而过”更是天方夜谭。而在量子世界里,电子等微观粒子具有波动性,即使能量低于势垒高度,仍有一定概率“出现在墙的另一边”。
过去,这种量子特性常在单个微观粒子尺度上被讨论,而此次克拉克三人通过一系列实验证明,在一个大到可以握在手中的宏观系统中,量子特性也能展露无遗。他们构建的“超导电子系统”可以从一种状态隧穿到另一种状态,还能够吸收和释放特定大小的能量,正如量子力学所预测的那样。
时间回到40年前,当时的马丁尼斯和德沃雷特还是克拉克指导的博士生和博士后,他们三人在加州大学伯克利分校的低温实验室里,进行了大量的讨论和实验,并首次清晰地展示了约瑟夫森结的量子行为,最终在超导体宏观量子现象研究方面取得突破性进展。
都说严师出高徒,马丁尼斯这个“高徒”对自己导师也是相当严格。在一次学术会议上,克拉克正在作报告,马丁尼斯在台下当场指出错误,直言“您这里讲的不对”,让全场听众都十分惊讶。
实际上在所有诺奖得主里,三人这样的师生组合比较少。此次诺奖对三人在该项成果中贡献的平等认可,也鼓励了所有年轻的老师和学生们。荣誉并不都只归于“大佬”,而是属于共同奋斗的“大家”。
有趣的是,诺贝尔物理学奖揭晓时,马丁尼斯还在睡觉,是他熬夜读书的妻子接听了通知获奖的电话。“我的妻子知道睡眠对我来说多重要,所以她让我多睡了几个小时后才叫醒我。”马丁尼斯接受采访时笑道。
本版图片均来自诺贝尔奖官方网站