Der Nobelpreis für Physik wurde für Durchbrüche in der Quantenmechanik verliehen

Die am Dienstag geehrten Physiker haben experimentelle Wege gefunden, um zu bestätigen, was zuvor angenommen wurde, einschließlich der „Verschränkung“ von Photonen (Lichtteilchen) in einem Phänomen, das Albert Einstein berühmt als „spukhafte Fernwirkung“ bezeichnete. Wie die Königlich Schwedische Akademie der Wissenschaften am Dienstag sagte: „Was mit einem Teilchen in einem verschränkten Paar passiert, bestimmt, was mit dem anderen passiert, selbst wenn sie zu weit voneinander entfernt sind, um sich gegenseitig zu beeinflussen. Die Entwicklung experimenteller Werkzeuge durch die Preisträger hat den Grundstein gelegt für eine neue Ära der Quantentechnologie.“

Für Closer ließ die Ehre lange auf sich warten.

„Das ist alles für die Arbeit, die ich seit über 50 Jahren mache“, sagte er sichtlich erfreut, als ich am Dienstagmorgen in seinem Haus ankam.

Als Doktorand an der Columbia University, wo er 1969 promovierte, „hatte ich Mühe, die Quantenmechanik zu verstehen, aber ohne Erfolg. Ich verstand nicht, was ich nicht verstand“, sagte er .

Aber dann stieß er auf Forschungen des Physikers John Bell, die darauf hindeuteten, dass die Quantentheorie und eine konkurrierende Reihe von Theorien, die als „verborgene Variablen“ bekannt sind, nicht miteinander vereinbar sind. Näherer Gedanke: „Wenn es einen Unterschied zwischen den beiden gibt, muss es testbar sein.“

Nachdem Closer an die UC Berkeley gezogen war, durchsuchten er und seine Kollegen Lagerräume nach Vorräten, fanden „Müll, der in der Physikabteilung hing“ und schnitten Metall in einem Geschäft. „Wir hatten kein Geld, um es auszugeben, also mussten wir alles von Grund auf selbst bauen“, sagte er. Das Ergebnis war ein 30 Fuß langes Gerät, das Photonen – Lichtteilchen – in entgegengesetzte Richtungen senden konnte.

1972 berichteten Clauser und der 2012 verstorbene Doktorand Stuart Friedman, dass ihr Experiment eine Verschränkung offenbarte, die mit Vorhersagen der Quantenmechanik übereinstimmt, so die Akademie.

Clauser sagte, er sei überrascht von dem Ergebnis, das Einsteins Ansichten über die Quantenmechanik widerspreche.

„Einstein nahm an, dass die Natur aus Dingen besteht, die im Raum verteilt sind, einschließlich Informationen und dergleichen. Das erscheint sehr vernünftig. Tatsächlich basiert die allgemeine Relativitätstheorie darauf. Was Experimente zeigen, ist, dass dies nicht stimmt“, sagte Clauser. Sie können Informationsbits nicht in einem kleinen, endlichen Volumen lokalisieren. Dieses einfache Ergebnis hat dann Anwendungen, die sich auf die Quantenkryptographie und andere Formen der Quanteninformationstheorie erstrecken.“

näher Er sagte, er sei nicht von Beamten der Königlich Schwedischen Akademie der Wissenschaften kontaktiert worden, als die Washington Post anrief. Und dass er von der Auszeichnung durch einen „Fan“ erfahren habe, der seine Arbeit über die Jahre fortgeführt habe. Es folgte eine Reihe von Medieninterviews. Traditionell werden die Nobelpreisträger nicht im Voraus benachrichtigt und sie werden kurz vor der Bekanntgabe telefonisch kontaktiert.

Zelinger erhielt etwa eine Stunde vor der Ankündigung einen Anruf.

„Ich bin immer noch ein bisschen geschockt“, sagte Zeilinger während einer Pressekonferenz in der Akademie.

Als ihn ein Reporter fragte, ob es möglich sei, seinen Körper in 10.000 Jahren an einen anderen Ort zu bringen, antwortete er, dass die Teleportation von Menschen „Science Fiction“ sei.

Closer wiederholte dies in seinem Interview mit The Post: „Ich würde nicht in einen Quantenteleporter steigen, wenn er verfügbar wäre.“

Die Quantenmechanik ist ein Gebiet der Physik, das mehr als ein Jahrhundert zurückreicht und Anwendungen hervorgebracht hat, darunter Transistoren und Laser, die Menschen im täglichen Leben nutzen. Aber die möglichen Anwendungen der Prinzipien der Quantenmechanik scheinen grenzenlos.

Als Doktorand verbesserte Aspect die Effizienz und Klarheit früherer Experimente von Clauser, sagte die Akademie, dann erforschte Zellinger Systeme mit mehr als zwei verschränkten Teilchen. Die drei neuen Nobelpreisträger wurden bereits zuvor dreifach geehrt, nachdem sie 2010 den Israel-Wolf-Preis für Physik gewonnen hatten.

Eva Olson, Professorin für Experimentalphysik und Mitglied des Nobelkomitees für Physik, sagte am Dienstag, dass die Quanteninformationswissenschaft ein sich schnell entwickelndes Gebiet mit vielen potenziellen Anwendungen in der Informationsübertragung und Sensortechnologie sei.

„Ihre Vorhersagen öffneten Türen zu einer anderen Welt und erschütterten die Grundlagen der Interpretation von Messungen“, sagte sie.

Die Ehre, die den drei Physikern zuteil wurde, wurde von seinem Physikerkollegen Stephen Bartlett von der University of Sydney, dem Hauptherausgeber der Zeitschrift PRX Quantum der American Physical Society, gelobt.

Bartlett sagte in einer E-Mail, dass die Experimente „die auffälligsten und herausforderndsten Aspekte der Quantenphysik hervorgehoben haben“. „Konkret zeigen sie, dass sich ‚verschränkte‘ Quantenteilchen auf eine Weise verhalten, die unseren Vorstellungen davon, wie sich unabhängige und getrennte Objekte verhalten, völlig widerspricht.“

Die Quantentheorie mag seltsam und als mysteriös bekannt sein, aber sie ist eine Grundlage der modernen Physik.

Francis Hellmann, Präsident der American Physical Society und Professor für Physik an der University of California, Berkeley, Die Nobelpreisträger sagten, sie hätten die Theorie durch rigorose Experimente gestützt, die sie zu Beginn ihrer Karriere durchgeführt hätten. „Diese Arbeit inspiriert jetzt junge Menschen auf der ganzen Welt, an der grundlegenden Quantenmechanik und ihren Anwendungen zu arbeiten“, sagte sie.

Auf der Pressekonferenz in Stockholm „Ohne die mehr als 100 jungen Menschen, die im Laufe der Jahre mit mir gearbeitet haben, wäre die Auszeichnung nicht möglich“, sagte Zeilinger.

Thors Hans Hansson, ein theoretischer Physiker und Mitglied des Nobelkomitees für Physik, sagte Reportern, dass die bahnbrechenden Experimente „uns gezeigt haben, dass die seltsame Welt der Verschränkung und der Bell-Paare nicht nur eine kleine Welt von Atomen und schon gar nicht die virtuelle Welt ist von Science-Fiction oder Mystik, sondern die reale Welt, in der wir alle leben.“ „.

Der Academic Physics Award wechselt in der Regel über viele Disziplinen innerhalb der weitläufigen Institution der Physik und behandelt so unterschiedliche Themen wie subatomare Teilchen und den Ursprung des Universums. letztes Jahr, Im Mittelpunkt des Preises stand der Klimawandel. Er ging zu Ciocoro Manabi aus den Vereinigten Staaten und Klaus Haselmann aus Deutschland, um den Einfluss des Menschen auf das Klima zu erforschen, und zu Giorgio Baresi, einem italienischen Theoretiker, dessen Arbeit die Fluktuation von Systemen auf verschiedenen physikalischen Skalen beschrieb.

im Jahr 2020, Schwarze Löcher standen im Fokus Die Akademie, die Preise an die Astrophysikerin Andrea Geis aus den Vereinigten Staaten und Reinhard Genzel aus Deutschland sowie an den britischen mathematischen Physiker Roger Penrose verlieh.