諾貝爾物理獎/教授、博士後、研究生 40年前3得主同校
諾貝爾物理學獎得主之一馬丁尼斯,獲知得獎後與妻開心擊掌。(美聯社)
今年諾貝爾物理學獎由三位學者共同獲得。其研究「在電路中發現宏觀量子穿隧與能量量子化現象」,被視爲讓量子力學從理論邁入實用,奠定了量子力學在現今世界廣泛應用的基礎。
這座諾貝爾物理學獎源於40年前,三人在柏克萊加州大學的研究。臺灣中央研究院副院長周美吟表示,40年前,克拉克已是教授,德沃雷是博士後研究員、馬丁尼斯則是研究生,該研究團隊在宏觀系統中,看到原本在微觀才能量測到的量子現象。
周美吟說,量子物理是在描述一個微觀的世界,通常指的是電子等很小的粒子,而在量子世界中有兩個非常重要的現象,一是「穿隧」,指的是粒子能夠穿越障礙;另一個是「量子化」,意指粒子的能階並非連續,而是一格一格的。當年,三人的研究團隊透過一系列實驗,發現這兩種量子的現象在宏觀世界中也能量測到。
穿隧效應也發展出很多應用,陽明交通大學電子研究所教授李佩雯表示,最早、最直接的應用是在醫療檢測方面。舉例來說,超導干涉儀是磁振造影(MRI)的重要組件,可以用來量測非常微弱的磁場變化,以進行影像偵測。而量子電腦最早的啓發,也是運用超導做量子位元,三位科學家所提出的宏觀量子現象,讓IBM在40年前就開始所謂「超導量子電腦」的研究。
得主之一的馬丁尼斯是臺灣中研院量子計劃顧問,與臺共同開發量子位元製程、共同發表學術論⽂。中研院長廖俊智表示,馬丁尼斯2020年離開谷歌,中研院隔年便與他聯絡,自己也在同年到馬丁尼斯家商談請他擔任中研院量子計劃顧問,此後馬丁尼斯幾乎每週與中研院視訊會議,他從理論到實際操作都有相當精闢獨到的⾒解。
超導體與庫柏電子對