2025年诺贝尔物理学奖近日授予了约翰·克拉克、米歇尔·H·德沃雷和约翰·M·马蒂尼斯三位物理学家,以表彰他们在“电路中的宏观量子力学隧道效应和能量量子化”这一领域的突破性发现。
其中,所谓“宏观量子力学隧道效应”,可以被通俗地理解为一种“穿墙术”。漫画博主“混子哥”在瑞典皇家科学院展示了一张生动的漫画,帮助普通观众直观地理解这个复杂的科学概念。

根据漫画图解,这三位科学家的核心实验是:将两个超导体用一层极薄的绝缘体隔开(就像一堵墙夹在两扇门之间),从而制造出一个被称为“约瑟夫森结”的器件。
在常温状态下,电子们各自为政,在微小范围内随机运动,形成一片“概率云”——这意味着每个电子都可能出现在这片云的任何一个位置上。此时,总会偶尔有一两个电子“意外地”穿过绝缘体,出现在另一侧的超导体中。
而当电路被冷却到接近绝对零度时,情况发生了戏剧性的变化:这些原本散漫的电子仿佛凝聚成了一整个“电子团”,它们的概率云也随之急剧扩大。这意味着这一大团电子集体出现在绝缘体另一侧的概率大大增加,最终在宏观尺度上实现了整群电子的“穿墙”。这,就是“宏观量子力学隧道效应”。
一个引发遐想的延伸是:既然一大团电子可以“穿墙”,而我们人体本身也由电子和量子构成,那么在遥远的未来,人体的“穿墙”在理论上或许也存在可能。当然,这无疑是科学前沿一个极为遥远的畅想。





























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