在諾貝爾獎官方網站的「教育資源」區,新推出「Crash course – 2025 Nobel Prizes」,針對每個獎項,用 1 分鐘短片帶你迅速瞭解,每個獎項是如何改變我們的世界。
Crash course – 2025 Nobel Prizes – NobelPrize.org
https://www.nobelprize.org/educational/2025-crash-course-physics/
影片名稱:Quantum tunnelling | One-minute crash course | 2025 Nobel Prize in Physics– Nobel Prize – YouTube
影片來源:https://youtu.be/eRd6WI7HPOs?si=Mu7HXBq6zGltB1Ob
影片介紹:
量子穿隧效應
2025 年的諾貝爾物理學獎與量子力學有關。那是什麼呢?量子力學是科學家用來描述微觀世界的領域,研究對象小至原子與粒子。
在這個微觀尺度下,適用的物理定律完全不同。因此,我們需要「量子力學」這門特殊的科學,來解釋萬物是如何相互關聯的。
量子力學其中一個神祕的現象就是穿隧效應(Tunnelling)。這代表某些理論上「完全無法通過」的障礙物,粒子有時竟然能直接「穿透」過去。
2025 年諾貝爾物理學獎的得主,透過實驗證明了微觀粒子世界的奇特現象,也會發生在我們現實生活的世界中——具體來說,是在電路裡。電路是能夠承載電流的裝置,例如由電池、電線和腳踏車燈組成的迴路。透過穿隧效應,即便電路中存在障礙,電流依然可以流動。
如果你覺得量子力學很難懂,別擔心,這很正常。1922 年諾貝爾物理學獎得主尼爾斯·波耳(Niels Bohr)在 1952 年與另外兩位諾貝爾獎得主聊天時曾說過:「如果有人第一次接觸量子力學時沒有感到震驚,那他一定是不懂。」
觀看我們的一分鐘精華課程,快速了解 2025 年諾貝爾物理學獎。
影片中文字幕:
如果你把球扔向牆壁,它理所當然總是會彈回來。但在原子與電子的微觀層面上,適用的是量子力學中較為模糊且神祕的規則。與球不同,電子有時具有直接穿過障礙物的能力,這要歸功於一種稱為「穿隧效應」的奇異量子力學現象。
2025 年的諾貝爾物理學獎,正是授予了那些證明「在量子尺度下觀察到的奇特穿隧行為,如何轉化為電腦晶片中可測量效應」的實驗研究。隨著我們對量子力學有更深入的了解,我們就能在開發強大的量子電腦,以及高度安全的量子加密技術方面,取得突破性的進展。
在諾貝爾獎官方網站的「教育資源」區,「Nobel Prize lessons 2023」提供教師現成教材參考。介紹 2025 物理學獎的主題是「人類尺度上的量子特性 (Quantum properties on a human scale)」:
Nobel Prize lessons – physics prize 2023 – NobelPrize.org
https://www.nobelprize.org/nobel-prize-lessons-the-2025-physics-prize/
為什麼『宏觀量子穿隧』能榮獲 2025 諾貝爾物理學獎?究竟三位得獎者對電路中量子現象的研究有哪些重要影響?請看瑞典皇家科學院提供的科普版及進階版科學背景解說:
公眾科普版
The Nobel Prize in physics 2025 – Popular information
https://www.nobelprize.org/prizes/physics/2025/popular-information/
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想要瞭解2022諾貝爾物理學獎得主的研究重要性及相關內容,可參考下列諾貝爾獎官方網站中所提供的相關資源,作為教學或學習的素材…
2025年諾貝爾物理學獎,不只是對三位科學家John Clarke、Michel H. Devoret 和 John M. Martinis 研究的肯定,更象徵量子力學從微觀理論成功跨入工程實作的重要里程碑,為後續超導量子電路與量子電腦的發展奠定了關鍵基礎。
施麗釵 |特約編輯
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