(νεώτερη ενημέρωση 11/10/2012)
Αρκετές δημοσιεύσεις των βραβευθέντων με το Νόμπελ Φυσικής 2012, Serge Haroche και David J. Wineland , βρίσκονται ΕΔΩ: 2012 Physics Nobel Prize Resources
=====================
(νεώτερη ενημέρωση)
Το βραβείο Νόμπελ φυσικής 2012 απονέμεται στους Serge Haroche και David J. Wineland για την έρευνά τους στον τομέα της πειραματικής κβαντικής φυσικής.
Ο Wineland από το Κολοράντο εργάστηκε σε παγίδες ιόντων, ενώ και ο Haroche από το Παρίσι πάνω στη σύλληψη φωτονίων. Το έργο τους αναμένεται να έχει εφαρμογές στους κβαντικούς υπολογιστές. Σύμφωνα με την επιτροπή των Nobel, το βραβείο απονέμεται «για τις πρωτοποριακές πειραματικές μεθόδους τους, που επιτρέπουν την μέτρηση και τον χειρισμό απομονωμένων κβαντικών συστημάτων (Διαβάστε περισσότερα ΕΔΩ)«.
o Serge Haroche μιλάει για την επιστήμη και την τέχνη το 2011
David Wineland: πως δουλεύει το ατομικό ρολόϊ
================================
================================
Νόμπελ Φυσικής για την παρατήρηση κβαντικών σωματιδίων
Ένας Γάλλος, ένας Αμερικανός
Οι δύο φυσικοί που κατάφεραν πρώτοι να παγιδεύσουν και να παρατηρήσουν μεμονωμένα κβαντικά σωματίδια τιμώνται με το Νόμπελ Φυσικής του 2012, ανακοίνωσε το μεσημέρι της Τρίτης η επιτροπή των βραβείων στη Στοκχόλμη.
Ο Γάλλος Σερζ Αρός και ο Αμερικανός Ντέιβιντ Ουάιλαντ θα μοιραστούν από κοινού το βραβείο «για τις επαναστατικές πειραματικές μεθόδους που επιτρέπουν τη μέτρηση και το χειρισμό μεμονωμένων κβαντικών συστημάτων».
Οι έρευνες των Αρός και Ουάιλαντ ανοίγουν ουσιαστικά το δρόμο για την ανάπτυξη κβαντικών υπολογιστών, οι οποίοι «ίσως θα αλλάξουν την καθημερινή ζωή μας όπως την άλλαξαν οι κλασικοί υπολογιστές τον περασμένο αιώνα» επισημαίνει η επιτροπή.
Ο δικτυακός τόπος του Ιδρύματος Νόμπελ παρουσιάζει αυτή τη στιγμή προβλήματα λειτουργίας, πιθανότατα λόγω του παγκόσμιου ενδιαφέροντος για την ανακοίνωση στις 12.50 ώρα Ελλάδας.
Ο Σερζ Αρός (Serge Haroche) γεννήθηκε το 1944 στην Καζαμπλάνκα και ολοκλήρωσε το διδακτορικό του το 1971 στο Πανεπιστήμιο «Πιέρ και Μαρί Κιουρί» του Παρισιού. Είναι σήμερα καθηγητής στο Collège de France και την Ecole Normale Supérieure στο Παρίσι.
Ο Ντέιβιντ Ουάιλαντ (David J. Wineland) γεννήθηκε το 1944 στο Μιλγουόκι και έγινε διδάκτορας του Χάρβαρντ το 1970. Εργάζεται σήμερα στο αμερικανικό Εθνικό Ινστιτούτο Μέτρων και Τεχνολογίας και το Πανεπιστήμιο του Κολοράντο στο Μπούλντερ.
Το Νόμπελ Φυσικής είναι το δεύτερο βραβείο που ανακοινώνεται αυτή την εβδομάδα. Ακολουθεί την Τετάρτη το Νόμπελ Χημείας.
Από τις κβαντικές παγίδες στη γάτα του Σρέντιγκερ
Η κβαντική φυσική, ή κβαντομηχανική, είναι ο κλάδος που εξετάζει τη φύση σε μικροσκοπικές, έσχατες διαστάσεις. Σε αυτόν τον παράξενο, σχεδόν παράλογο κόσμο οι νόμοι της κλασικής φυσικής παύουν να ισχύουν και τα κβαντικά φαινόμενα καταλαμβάνουν τον έλεγχο.
Είναι όμως δύσκολο να απομονώσει κανείς μεμονωμένα σωματίδια, όπως τα φωτόνια και τα άτομα, και να μελετήσει τις κβαντικές ιδιότητές τους. Μάλιστα πολλοί πίστευαν κάποτε ότι αυτό θα ήταν αδύνατο -μέχρι που οι Αρός κι Ουάιλαντ απέδειξαν ότι είναι εφικτό.
Και οι δύο φυσικοί εργάζονται στον κλάδο της κβαντικής οπτικής, μελετώντας τις θεμελιώδεις αλληλεπιδράσεις ανάμεσα στο φως και την ύλη. Οι μέθοδοι που χρησιμοποιούν είναι ουσιαστικά παρόμοιες: Ο Ουάιλαντ παγιδεύει ιόντα, δηλαδή φορτισμένα άτομα, και τα μελετά χρησιμοποιώντας φωτόνια, δηλαδή φως. Ο Αρός ακολουθεί την αντίθετη προσέγγιση και χρησιμοποιεί άτομα για να εξετάσει παγιδευμένα φωτόνια.
Στο εργαστήριο το Ουάιλαντ στο Κολοράντο, ιόντα αιωρούνται μέσα σε μια παγίδα που τα συγκρατεί με ηλεκτρικά πεδία. Μια δέσμη λέιζερ εισέρχεται στην παγίδα και καταστέλλει τη θερμική κίνηση του ιόντος, δηλαδή το ακινητοποιεί κατά κάποιο τρόπο.
Το εντυπωσιακό είναι όμως ότι ένας προσεκτικά ρυθμισμένος παλμός του λέιζερ μπορεί να φέρει το σωματίδιο σε μια παράξενη κατάσταση στην οποία καταλαμβάνει δύο ενεργειακές στάθμες ταυτόχρονα. Και αυτό είναι μια απόδειξη της «υπέρθεσης», ή «επαλληλίας», κατά το οποίο ένα σωματίδιο βρίσκεται σε δύο καταστάσεις ταυτόχρονα, είναι θεμελιώδης αρχή της κβαντομηχανικής.
Ο Σερζ Χαρός ακολουθεί μια διαφορετική τακτική για να μελετήσει την αλληλεπίδραση του φωτός με την ύλη. Στο εργαστήριό του στο Παρίσι, φωτόνια εισάγονται σε μια μικρή κοιλότητα με τοιχώματα που αποτελούνται από τους πιο λείους καθρέπτες του κόσμου -τόσο λείους, ώστε κάθε φωτόνιο μπορεί να διανύσει 40.000 χιλιόμετρα αναπηδώντας στα τοιχώματα, πριν τελικά απορροφηθεί.
Για να ελέγξει και να μετρήσει αυτά τα φωτόνια καθώς αναπηδούν πέρα δώθε, ο Αρός εισάγει στην κοιλότητα ένα άτομο που κινείται με συγκεκριμένη ταχύτητα. Το άτομο αλληλεπιδρά με το φωτόνιο, αλλάζει κβαντική κατάσταση και στη συνέχεια βγαίνει από την άλλη άκρη της παγίδας, οπότε μπορεί να μετρηθεί. Η μέτρηση της μεταβολής της κβαντικής κατάστασης του ατόμου δίνει τελικά πληροφορίες για το ίδιο το φωτόνιο, χωρίς να το καταστρέψει στη διαδικασία.
Τα πειράματα των νικητών του φετινού Νόμπελ θα είχαν αφήσει έκπληκτο τον Αυστριακό φυσικό Έρβιν Σρέντιγκερ, έναν από τους θεμελιωτές της κβαντικής φυσικής τον προηγούμενο αιώνα.
«Ποτέ δεν πειραματιζόμαστε με μόνο ένα ηλεκτρόνιο ή άτομο ή μόριο. Ορισμένες φορές υποθέτουμε ότι το κάνουμε σε πειράματα σκέψης, αυτό όμως οδηγεί πάντα σε γελοίες συνέπειες» έγραφε το 1952.
Αυτό που προβλημάτιζε τον Σρέντιγκερ ήταν ότι σχεδόν παράλογες συνέπειες των εξισώσεών του, οι οποίες έδειχναν ότι ένα σωματίδιο μπορεί να βρίσκεται σε δύο καταστάσεις ταυτόχρονα. Φανταστείτε, είπε, μια γάτα που βρίσκεται απομονωμένη σε ένα κουτί όπου υπάρχει και μια συσκευή απελευθέρωσης ενός δηλητηρίου, η οποία ελέγχεται από ένα κβαντικό σύστημα.
Το κβαντικό σύστημα βρίσκεται σε δύο καταστάσεις, και επομένως και η γάτα βρίσκεται σε δύο καταστάσεις: και ζωντανή και νεκρή. Αυτό όμως είναι αδύνατο να παρατηρηθεί, αφού το άνοιγμα του κουτιού θα διατάρασσε την κβαντική υπέρθεση και θα καθιστούσε τη γάτα είτε ζωντανή είτε νεκρή.
Ο ίδιος ο Σρέντιγκερ ζήτησε αργότερα συγγνώμη για τη σύγχυση που προκάλεσε στη φυσική, τελικά όμως οι Αρός και Ουάιλαντ έδειξαν ότι τέτοιες καταστάσεις υπέρθεσης υπάρχουν και μπορούν να δημιουργηθούν στο εργαστήριο, με φωτόνια ή άτομα που βρίσκονται ταυτόχρονα σε δύο καταστάσεις.
Και, όσο κι αν φαίνεται παράξενο, ο παραλογισμός του Σρέντιγκερ μπορεί να έχει πρακτικές εφαρμογές, μεταξύ άλλων στους κβαντικούς υπολογιστές.
Οι σημερινοί υπολογιστές αποθηκεύουν την πληροφορία σε bit, τα οποία βρίσκονται είτε στην κατάσταση «0» είτε στην κατάσταση «1». Στους κβαντικούς υπολογιστές όμως, κάθε bit μπορεί να βρίσκεται σε δύο καταστάσεις ταυτόχρονα, επιτρέποντας παράλληλους υπολογισμούς με αστρονομική ταχύτητα.
Newsroom ΔΟΛ
======================
Παρακολουθείστε ζωντανά την ανακοίνωση της απονομής του βραβείου Nobel Φυσικής 2012 κάνοντας κλικ πάνω στην εικόνα ή πατώντας ΕΔΩ
Κατηγορίες:ΦΥΣΙΚΗ
physicsgg 
Σχολιάστε