北京
2025年诺贝尔物理学奖的桂冠，授予了一项堪称“颠覆认知”的发现：宏观量子隧穿效应与能量量子化现象。这听起来深奥，但简单说，就是科学家第一次在肉眼可见的尺度上，捕捉到了原本只属于微观世界的量子“幽灵行为”。
这一切的关键，藏在一个看似复杂的实验装置里。
参考附图，装置的一端连接电源，另一端输入微波信号。那个显眼的大铜管并非装饰，里面填满了铜粉，职责重大——吸收一切可能干扰实验的电磁噪声，为接下来的奇迹创造一个“绝对安静”的舞台。
而装置真正的核心，是一块边长仅约10毫米的小小芯片。芯片上搭载着一个名为“约瑟夫森结”的神奇结构。你可以把它想象成一个“量子三明治”：两片超导体中间，夹着一层薄如蝉翼的绝缘体。正是这个结构，成为了宏观世界与量子世界之间的那道“门”。
量子隧穿，这个微观粒子“穿墙而过”的神奇能力，就在这个“三明治”的绝缘层中发生了。
科学家们巧妙地将整个电路设计成一个“宏观原子”。这意味着，构成这个电路的数十亿个微观粒子协同一致，像一个放大了无数倍的单一原子那样行动。于是，我们便得以在宏观尺度上，直接观测到原本只能间接推断的量子效应——比如能量像台阶一样一级一级变化（能量量子化），以及电流无需电压就能“穿越”绝缘屏障（量子隧穿）。
这不仅仅是实验室里的奇观。这项突破性研究极大地推进了我们对量子物理基础的理解，并为下一代量子计算、超高精度传感技术打开了新的大门。它向我们揭示：量子世界的法则，并非微观世界的专属；在特定的条件下，它也能在我们的尺度上，展现出令人惊叹的宏伟面貌。
从此，量子物理不再只是书本上抽象的方程与猜想，而是成为了一个在宏观世界中可被直接观测和操控的鲜活现实。
这个实验装置到底有多大呢？我们把它和魔方放在一起，直观地比较一下：
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