Команда исследователей из Университета Иллинойса в Урбане-Шампэйн (University of Illinois), США продемонстрировала проявления туннельного эффекта (макроскопического квантового туннелирования ) для большой группы электронов в сверхпроводящих нанопроволоках.

Результаты работы опубликованы в журнале Nature Physics. (Individual topological tunnelling events of a quantum field probed through their macroscopic consequences.

Туннельный эффект – явление преодоления микрочастицей потенциального барьера в случае, когда ее полная энергия меньше высоты барьера и имеет исключительно квантовую природу; в классической механике аналогов ему нет. В данной работе авторы наблюдали туннелирование больших (около 100 тысяч частиц) групп электронов. При этом некоторая часть энергии электронов рассеивается в виде тепла, и изучаемая нанопроволока переходит из сверхпроводящего состояния в состояние с более высоким сопротивлением, что и было зафиксировано в эксперименте.

По диаметру созданные авторами для экспериментов сверхпроводящие нанопроволоки в две тысячи раз тоньше человеческого волоса. До настоящего эксперимента были известны только результаты «тунеллирования» отдельных сверхпроводящих электронов. Опыты физиков из США служат еще одним доказательством того, что законы квантовой механики распространяются и на достаточно большие системы, в состав которых входят тысячи сверхпроводящих электронов, функционирующих как единое целое.

По мнению исследователей, знания, полученные ими в ходе анализа эффекта туннелирования, могут оказаться весьма полезными при конструировании квантовых компьютеров. По мнению ученых, прогресс в этом направлении позволит создавать более совершенные кубиты (элементы квантовых компьютеров).

Любопытно отметить, что финансирование работ осуществило Министерство Энергетики США.

2. http://www.nanonewsnet.ru