Il Nobel per la Fisica 2025: la meccanica quantistica arriva alla scala macroscopica

Il Premio Nobel per la Fisica 2025 è stato assegnato a tre scienziati statunitensi per le loro pionieristiche scoperte che hanno portato la meccanica quantistica dal mondo subatomico a quello macroscopico. John Clarke, Michel H. Devoret e John Martinis sono stati premiati per aver dimostrato che fenomeni quantistici come l’effetto tunnel e la quantizzazione dell’energia possono manifestarsi in circuiti elettrici abbastanza grandi da poter essere osservati e manipolati a occhio nudo.

La rivoluzione della meccanica quantistica

Tradizionalmente, la meccanica quantistica descrive il comportamento delle particelle a scale estremamente piccole, dove effetti come la sovrapposizione e l’entanglement sono dominanti. Tuttavia, questi fenomeni erano considerati irrilevanti a scale più grandi, dove la fisica classica sembrava prevalere. Le scoperte dei tre scienziati hanno sfidato questa concezione, mostrando che le leggi quantistiche possono governare anche sistemi macroscopici.

Le scoperte fondamentali

Negli anni ’80, Clarke, Devoret e Martinis hanno condotto esperimenti utilizzando circuiti superconduttori, componenti elettronici che permettono il passaggio di corrente senza resistenza. In particolare, hanno studiato le giunzioni di Josephson, strutture in cui due superconduttori sono separati da un sottile strato isolante. Questi esperimenti hanno rivelato che la corrente può attraversare l’isolante senza dissipazione, un fenomeno noto come effetto tunnel quantistico.

Inoltre, hanno osservato che l’energia in questi sistemi non è continua, ma quantizzata, cioè esiste in livelli discreti. Queste scoperte hanno avuto implicazioni fondamentali per lo sviluppo di tecnologie come i computer quantistici, la crittografia quantistica e i sensori ultra-sensibili.

Le ricerche dei tre scienziati hanno fornito le basi per la realizzazione di qubit superconduttori, i “bit” quantistici che costituiscono i fondamenti dei computer quantistici. Questi dispositivi hanno il potenziale di rivoluzionare il campo dell’informatica, permettendo calcoli complessi in tempi significativamente più brevi rispetto ai computer tradizionali.

Le loro scoperte hanno influito su tecnologie quotidiane come i microchip nei telefoni cellulari, nei computer e nelle fotocamere, dimostrando l’importanza della meccanica quantistica anche nelle applicazioni pratiche.

John Clarke è professore emerito di fisica all’Università della California, Berkeley. La sua carriera si è concentrata sulla fisica dei dispositivi superconduttori e sulla misurazione ultra-sensibile.

Michel H. Devoret è professore di fisica applicata all’Università di Yale e all’Università della California, Santa Barbara. È anche responsabile scientifico del Google Quantum AI Lab, dove ha contribuito allo sviluppo di tecnologie quantistiche avanzate.

John M. Martinis è professore di fisica all’Università della California, Santa Barbara, e ha lavorato come direttore del Google Quantum AI Lab. È noto per i suoi contributi alla realizzazione di computer quantistici a superconduttori.

La comunità scientifica ha accolto con entusiasmo l’assegnazione del Nobel, riconoscendo l’importanza delle scoperte per il progresso della fisica e della tecnologia. Fabio Sciarrino, del Quantum Lab dell’Università Sapienza di Roma, ha commentato: “Sono i tre ricercatori che hanno portato allo sviluppo della tecnologia dei computer quantistici a superconduttori di oggi”.

Francesco Tafuri, dell’Università Federico II di Napoli e padre del primo computer quantistico italiano a superconduttori, ha dichiarato: “Piangiamo di gioia per la felicità: il Nobel per la Fisica 2025 a John Clarke, Michel H. Devoret e John M. Martinis è un premio a tutta la comunità, una vera famiglia, e ci conferma che siamo sulla strada giusta“.

Il Nobel per la Fisica 2025 celebra scoperte che hanno ampliato i confini della meccanica quantistica, dimostrando che i suoi principi fondamentali possono essere osservati e applicati anche a scale macroscopiche. Questi risultati non solo hanno rivoluzionato la nostra comprensione della fisica, ma hanno anche aperto nuove strade per lo sviluppo di tecnologie avanzate che potrebbero trasformare la nostra vita quotidiana.