Cụ thể, Giải Nobel Vật lý năm 2025 gọi tên cho ba nhà khoa học John Clarke (Đại học California, Mỹ), Michel H. Devoret (Đại học Yale và Đại học California, Mỹ) và John M. Martinis (Đại học California, Mỹ) vì "phát hiện ra hiệu ứng đường hầm lượng tử vĩ mô và lượng tử hóa năng lượng trong mạch điện”.

Theo ban tổ chức giải Nobel, ba nhà khoa học đoạt đã tiến hành các thí nghiệm với một mạch điện, trong đó họ chứng minh được cả hiệu ứng xuyên hầm lượng tử vĩ mô và lượng tử hóa năng lượng trong mạch điện đủ lớn để có thể cầm trong tay. Phát hiện này đã mở ra cơ hội phát triển thế hệ công nghệ lượng tử tiếp theo, bao gồm mật mã lượng tử, máy tính lượng tử và cảm biến lượng tử.

Đây là giải Nobel thứ hai được công bố của mùa Giải Nobel năm nay sau Giải Nobel Y sinh. 

Giải Nobel Vật lý năm ngoái được trao cho Geoffrey Hinton và John Hopfield vì những công trình nền tảng trong lĩnh vực học máy và trí tuệ nhân tạo.  

Tóm tắt nghiên cứu của chủ nhân giải Nobel Vật lý 2025

Năm 1984 và 1985, John Clarke, Michel H. Devoret và John M. Martinis đã tiến hành một loạt các thí nghiệm với một mạch điện tử được xây dựng từ chất siêu dẫn, là các linh kiện có thể dẫn dòng điện mà không có điện trở. Trong mạch, các linh kiện siêu dẫn được ngăn cách bởi một lớp mỏng vật liệu không dẫn điện, một cấu trúc được gọi là tiếp giáp Josephson (Josephson junction). Bằng cách tinh chỉnh và đo lường các đặc tính khác nhau của mạch, họ đã có thể kiểm soát và khám phá các hiện tượng phát sinh khi họ truyền dòng điện qua nó. Tập hợp các hạt mang điện chuyển động qua chất siêu dẫn tạo nên một hệ thống hành xử như thể chúng là một hạt đơn lẻ vĩ mô lấp đầy toàn bộ mạch.

Hệ thống giống như hạt vĩ mô này ban đầu ở trong một trạng thái khi dòng điện chảy qua mà không có bất kỳ điện áp nào. Hệ thống bị kẹt trong trạng thái này, như thể bị giữ lại bởi một rào cản mà nó không thể vượt qua. Trong thí nghiệm, hệ thống thể hiện tính chất lượng tử của nó bằng cách thoát khỏi trạng thái không điện áp thông qua hiện tượng xuyên hầm . Trạng thái thay đổi của hệ thống được phát hiện thông qua sự xuất hiện của một điện áp.

Các nhà khoa học đoạt giải cũng có thể chứng minh rằng hệ thống hoạt động theo cách được dự đoán bởi cơ học lượng tử – nó được lượng tử hóa, nghĩa là nó chỉ hấp thụ hoặc phát ra các lượng năng lượng cụ thể.

“Thật tuyệt vời khi có thể tôn vinh cách mà cơ học lượng tử, dù đã có tuổi đời một thế kỷ, vẫn liên tục mang đến những bất ngờ mới. Nó cũng vô cùng hữu ích, vì cơ học lượng tử là nền tảng của mọi công nghệ kỹ thuật số,” Olle Eriksson, Chủ tịch Ủy ban Nobel Vật lý, cho biết.

Các bóng bán dẫn trong vi mạch máy tính là một ví dụ về công nghệ lượng tử đã được thiết lập đang bao quanh chúng ta. Giải Nobel Vật lý năm nay đã mở ra cơ hội phát triển thế hệ công nghệ lượng tử tiếp theo, bao gồm mật mã lượng tử, máy tính lượng tử  và cảm biến lượng tử.

“Các nhà khoa học đoạt giải năm nay đã đóng góp không chỉ vào lợi ích thực tiễn trong các phòng thí nghiệm vật lý mà còn cung cấp thêm hiểu biết mới cho lý thuyết về thế giới vật lý của chúng ta", Chủ tịch Ủy ban Nobel Vật lý nhấn mạnh.

Phát biểu tại cuộc họp báo sau lễ công bố, ông John Clarke cho biết mình “hoàn toàn sửng sốt” khi hay tin được trao giải. “Chúng tôi không hề nghĩ rằng công trình nghiên cứu của mình từ những năm 1980 tại Đại học California, Berkeley lại có thể trở thành nền tảng cho một giải Nobel,” ông nói.

Lịch sử các giải Nobel Vật lý

Được biết, Giải Nobel Vật lý đầu tiên được trao vào năm 1901, đến nay đã có 118 giải thưởng được trao. Giải thưởng này không được trao 6 lần, vào các năm 1916, 1931, 1934, 1940, 1941 và 1942. 

Theo điều lệ của Quỹ Nobel: Nếu không có công trình nào được đánh giá đạt tầm quan trọng như quy định, khoản tiền thưởng sẽ được giữ lại đến năm sau. Nếu khi đó vẫn không tìm được người xứng đáng, số tiền này sẽ được chuyển vào Quỹ Nobel. Trong hai cuộc Thế chiến, số lượng giải Nobel được trao cũng ít hơn.

Tính đến năm 2024, Giải Nobel Vật lý đã được trao tổng cộng 227 lượt cho 226 nhà khoa học, do nhà vật lý John Bardeen 2 lần được nhận giải (vào các năm 1956 và 1972). Tổng cộng 47 giải được trao cho một người, 33 giải được trao cho hai người và 38 giải được trao cho ba người.

Người trẻ nhất từng được vinh danh là Lawrence Bragg, nhận Giải Nobel Vật lý năm 1915 cùng cha mình khi mới 25 tuổi. Ngược lại, người cao tuổi nhất là Arthur Ashkin, được trao giải năm 2018 ở tuổi 96 nhờ phát minh "nhíp quang học" và ứng dụng của công trình này trong sinh học.

Trong số 226 nhà khoa học từng được trao Giải Nobel Vật lý, có 5 phụ nữ. Nổi bật trong đó là Marie Curie – người 2 lần được vinh danh với Giải Nobel, gồm Vật lý (1903) và Hóa học (1911).

Nobel là giải thưởng quốc tế do Quỹ Nobel tại Stockholm lập ra từ năm 1901 dựa trên tài sản của Alfred Nobel, nhà phát minh kiêm doanh nhân Thụy Điển. Đến nay, Hội đồng Nobel trao tổng cộng 115 giải Y sinh.

Người đoạt giải sẽ được trao chứng nhận Nobel, huân chương Nobel và tiền thưởng vào ngày 10/12.

Giải Nobel năm nay có 338 ứng cử viên được đề cử, bao gồm 244 cá nhân và 94 tổ chức. Sau khi công bố giải Y sinh chiều 6/10 (giờ Việt Nam), Tuần lễ Nobel 2025 sẽ tiếp tục với giải Nobel Vật lý (7/10), Nobel Hóa học (8/10), Nobel Văn học (9/10), Nobel Hòa bình (10/10), Nobel Kinh tế (13/10).

Thái An