3 अमेरिकी वैज्ञानिकों को फिजिक्स का नोबेल: क्वांटम टनलिंग पर रिसर्च की, सुपरफास्ट कंप्यूटर और सेंसर डेवलपमेंट के रास्ते खुलेंगे

इंटरनेशनल डेस्क. रॉयल स्वीडिश एकेडमी ऑफ साइंसेस ने मंगलवार काे 2025 के फिजिक्स नोबल पुरस्कार का ऐलान किया। फिजिक्स का नोबल तीन अमेरिकी वैज्ञानिकों- जॉन क्लार्क, मिचेल एच डेवोरेट और जॉन एम मार्टिनिस को मिला। उन्हें ये पुरस्कार इलेक्ट्रिक सर्किट में मैक्रोस्कोपिक क्वांटम मैकेनिकल टनलिंग और एनर्जी क्वाटाइजेशन के लिए मिला। इस नई खोज से सुपरफास्ट क्वांटम कंप्यूटर, नए-तरह के सेंसर और क्वांटम क्रिप्टोग्राफी  डेवलप करने के रास्ते खुलेंगे

मैक्रोस्कोपिक क्वांटम मैकेनिकल टनलिंग क्या है?
क्वांटम टनलिंग में एक कण (जैसे इलेक्ट्रॉन) पोटेंशियल एनर्जी  (barrier) को पार कर जाता है, जबकि क्लासिकल फिजिक्स के मुताबिक उसकी एनर्जी इतनी नहीं होती कि वह उस बैरियर को पार कर सके। मैक्रोस्कोपिक क्वांटम टनलिंग का मतलब यह है कि यह  केवल छोटे कणों (इलेक्ट्रॉन आदि) तक सीमित नहीं है, बड़ी वस्तुओं या सिस्टम (जैसे एक पूरा इलेक्ट्रिक सर्किट या सुपरकंडक्टिंग करंट) में भी कोई पार्टिकल बैरियर को पार कर सकता है।

चलिए इसे एक आसान उदाहरण से समझते हैं
कल्पना कीजिए एक गेंद (ball) एक टेबल पर रोल कर रही है। रास्ते में उसके सामने एक पहाड़ी (barrier) है। क्लासिकल फिजिक्स के मुताबिक, अगर गेंद में पहाड़ी को पार करने लायक एनर्जी नहीं है, तो वह कभी भी दूसरी ओर नहीं जा सकती। लेकिन क्वांटम फिजिक्स के अनुसार, थोड़ी-सी संभावना (probability) है कि गेंद अपने आप पहाड़ी को चुपचाप पार कर लेगी – जैसे वह पहाड़ी में से 'टनल' बनाकर बाहर निकल आए।

अब इसे असली (मैक्रोस्कोपिक) तरीके से समझते हैं
सुपरकंडक्टिंग सर्किट में  सुपरकंडक्टिंग चिप्स में पूरे-के-पूरे करंट (बहुत सारे इलेक्ट्रॉन) क्वांटम टनलिंग का अनुभव करते हैं—यानि वे बैरियर के आर-पार चले जाते हैं, जैसे एक इलेक्ट्रॉन करता है। यही कारण है कि क्वांटम कंप्यूटर और नए क्वांटम डिवाइस बनना संभव हुआ है। सूर्य के न्यूक्लियर फ्यूजन में भी ये बात दिखती है। सूर्य में प्रोटॉन बहुत कम एनर्जी पर भी टकराकर आपस में जुड़ जाते हैं, क्योंकि वे क्वांटम टनलिंग के जरिए एनर्जी बैरियर को पार कर लेते हैं।

फिजिक्स के हिसाब से क्या है टनलिंग और मैक्रोस्कोपिक टनलिंग
टनलिंग का मतलब है कि असंभव ऊर्जा बाधा को पार करना। क्वांटम की वजह से ऐसा संभव होता है। वहीं, मैक्रोस्कोपिक टनलिंग में जब बड़ी वस्तुएं (जैसे करंट या मैगनेटिक इफेक्ट टनलिंग करती हैं। यह घटना क्वांटम कंप्यूटर और नई टेक्नोलॉजी के लिए बहुत जरूरी है। अगर एक लाइन में कहें तो मैक्रोस्कोपिक क्वांटम टनलिंग में बड़ी चीजें (जैसे पूरा इलेक्ट्रिक करंट) भी क्वांटम नियमों के कारण अचानक दीवार (बैरियर) पार कर सकती हैं। इसी बात का पता लगाने के लिए इस साल जॉन क्लार्क, मिशेल डेवोरेट और जॉन मार्टिनिस को नोबेल पुरस्कार से सम्मानित किया गया है।

रिसर्च के फायदे

• क्वांटम कंप्यूटर: सुपरकंडक्टिंग चिप्स पर क्वांटम टनलिंग करने से ऐसे कंप्यूटर बनाए जा सकेंगे, जो मौजूदा मशीनों से कई गुना तेज होंगे। Google और IBM के प्रोटोटाइप इस टेक्नोलॉजी पर बेस्ड है।
• क्वांटम सेंसर: इसके इस्तेमाल से सेंसिटिव सेंसर डेवलप किए जा सकते हैं, जो ग्रेविटी वेव्स या ह्यूमन बॉडी के छोटे से छोटे बदलावों को पकड़ सकें। इससे मेडिकल डायग्नोसिस और स्पेस साइंस में क्रांति आ सकती है।
• क्वांटम क्रिप्टोग्राफी: डेटा सिक्योरिटी पहले से कई गुना ज्यादा मजबूत हो जाएगी। डिजिटल इंफॉर्मेशन और डाटा की चोरी या हैकिंग को रोकने के लिए यह तकनीक बेहद मददगार साबित होगी। ब्लॉक चेन टेक्नोलॉजी और क्रिप्टोकरंसी माइनिंग फास्ट और सिक्योर होगी।
• डेली यूज टेक्नोलॉजी एडवांस होगी: मोबाइल फोन और लैपटॉप के ट्रांजिस्टर में भी इलेक्ट्रॉन्स का फ्लो क्वांटम टनलिंग से ही संभव है। यानी यह खोज हमारी रोजमर्रा की तकनीक पर असर डालेगी। पहले से फास्ट इलेक्ट्रॉनिक डिवाइसेस बनाने का रास्ता खुलेगा। 

2024 फिजिक्स नोबल किसे मिला था
पिछले साल फिजिक्स का नोबल प्राइज जॉन होपफील्ड और ज्योफ्री हिंटन को मिला था। उन्होंने मॉडर्न मशीन लर्निंग के लिए मैडर्थ की खोज की, जिसमें फिजिक्स टूल्स का इस्तेमाल किया जाता है।

सोमवार को मेडिसिन के नोबल का ऐलान हुआ था 
2025 का नोबेल प्राइज फिजियोलॉजी या मेडिसिन के लिए तीन वैज्ञानिकों मेरी ई बंक्रो, फ्रेड रैम्सडेल और शिमन साकागुची को दिया गया है। इन रिसर्चर्स ने पेरिफेरल इम्युन टॉलरेंस की खोज की है। यह ऐसा मैकेनिज्म है जो शरीर की इम्यून सिस्टम को खुद की कोशिकाओं पर हमला करने से रोकती है। सोमवार को कैरोलिंस्का इंस्टीट्यूट स्वीडन ने इस प्राइज की घोषणा की थी।