Учёный

Leo Esaki

1925– · Квантовая физика, Физика полупроводников, Электроника
Первый экспериментатор, наблюдавший квантовое туннелирование в твердых телах; создал туннельный диод, открывший новую эру наноэлектроники.

Биография

Окончил Токийский университет в 1947 году. Начал карьеру в компании Sony, где в 1957 году открыл эффект туннелирования в полупроводниках, создав диод Эсаки. В 1960 году переехал в США, работал в IBM, затем в Токийском университете. Лауреат Нобелевской премии по физике 1973 года (совместно с Джозефсоном и Джайевером).

Ключевые открытия

💡 Когда Эсаки предложил использовать сильно легированные p-n-переходы для наблюдения туннелирования, коллеги сочли идею бесполезной. Даже после презентации на международной конференции он не встретил понимания, и лишь его упорство превратило диод Эсаки в реальность.
"Учёный говорил, что верил в возможность наблюдения туннелирования в простом диоде и оказался прав, и что так рождаются новые миры."
Понятия
экситонквантовая точкаквантовое туннелированиекремнийпринцип неопределённостикорпускулярно-волновой дуализм
Законы
туннельный эффектэффект Джозефсона
Учёные
Robert HookeLouis de BroglieArthur ComptonGeorge GamowWilliam Lawrence BraggNiels BohrAlbert EinsteinWerner Heisenberg

Статьи с его участием

Квантовая физика2011-07-131 минarXiv:1107.2617экспресс
Квантовый мост сквозь магнитные бури
В толще алмаза спрятаны крошечные изъяны — места, где атом углерода заменён азотом, а рядом зияет пустота. Эти дефекты, словно маяки, могут хранить и передавать квантовую информацию. Но вокруг бушует магнитная буря: ядра атомов в кристалле колеблются, создавая помехи. Сигнал тонет в шуме. Авторы работы нашли способ пробиться сквозь этот хаос.
Озон поёт на разные голоса: как климат расслаивается по высоте
В огромном концертном зале атмосферы озон исполняет партию, которая меняется от яруса к ярусу. У поверхности он звучит тревожно, ведь там это загрязнитель, раздражающий лёгкие и листья. На высоте двадцати пяти километров тот же газ превращается в защитный экран, который гасит жёсткий ультрафиолет.
Шёпот в зале: как собрать материал, глушащий звук на двух частотах сразу
Стальная пластина с решёткой 8×8 ячеек гасит упругие волны сразу в двух частотных коридорах. Это не случайная удача, а итог расчёта по новой схеме: сначала грубый шаблон под низкую частоту, затем тонкая доводка внутри свободных пикселей под высокую. Фононный материал — искусственная структура, которая управляет распространением упругих волн, как светофор управляет потоком машин.
Спринт без разгона: как тепло летит сквозь плёнки нитрида алюминия
Тридцать нанометров — дистанция, на которой спринтер-фонон ещё не успевает разогнаться. В тонких плёнках нитрида алюминия тепловое сопротивление остаётся почти неизменным до этой толщины: перенос тепла идёт в баллистическом режиме, где фононы (кванты колебаний кристаллической решётки) летят без столкновений.
Где живёт электрон: топология зонной структуры в реальном пространстве
Электронный заряд — перекати-поле, которое меняет свой лагерь в зависимости от энергии. В кристалле вольфрам-селенида (WSe₂) это видно с предельной ясностью: при напряжении −1.4 В, близком к K-точке зоны Бриллюэна, максимумы туннельного тока оказываются в центрах шестиугольников, где атомов нет. При −1.9 В, ближе к Γ-точке, заряд перебирается на атомы вольфрама. Сдвиг — всего 0.
Танец электрона-осьминога: что квантовое туннелирование говорит о природе реальности
Крошечное остриё из вольфрама радиусом меньше ста нанометров — идеальная сцена для наблюдения квантового спектакля. Стоит приложить электрическое поле в несколько вольт на нанометр, как из металла начинают вылетать электроны — идёт полевая эмиссия. Казалось бы, старый, как сама квантовая механика, эффект, предсказанный ещё в 1928 году.
Оптика2025-05-023 минarXiv:2505.05490
Семь жизней фотона: исключительные точки управляют спонтанным излучением
Спонтанное излучение долго считалось своенравным: квантовая точка испускает фотон, подчиняясь лишь вероятности. Эффект Парселла позволил усиливать его, помещая эмиттер в резонатор, но это меняло только скорость, не трогая форму спектра.
Квантовый кошелёк: телепортация энергии между пятью кубитами
Квантовая запутанность долго оставалась диковинкой — «жутким дальнодействием», по выражению Эрвина Шрёдингера, которое нарушает привычную картину мира. Но в 2008 году физики поняли: запутанность можно использовать не только для передачи битов, но и для телепортации энергии.
Квантовые призраки в зале зеркал
В квантовой механике есть состояния, бросающие вызов интуиции: их вероятностные распределения уходят в минус, как миражи, оставляющие лишь косвенные улики. Эта вигнеровская отрицательность — не просто математический курьёз, а метка подлинной неклассичности, ценнейший ресурс для квантовых вычислений и связи.
Отражение как ресурс: двухпроходный захват фотонов
Свет — капризный гость. Влетает в резонатор, но не задерживается: часть импульса неизбежно отражается и уносит с собой квантовую информацию. Классические схемы захвата с одним проходом упираются в этот предел, сколько ни улучшай управление. Отражение считали потерей, но авторы новой работы предлагают взглянуть на него иначе.
Алмазный мост между рубидием и оптоволокном
Луч видимого света входит в облако из миллиардов атомов рубидия, охлаждённых почти до абсолютного нуля, и выходит с другой стороны уже в телекоммуникационном диапазоне. Так выглядит работа переводчика, который не теряет смысл фразы: атомы принимают фотон на «языке» 795 нанометров и отдают его на «языке» 1367 нанометров, пригодном для путешествий по оптоволокну.
Туннельный резонанс: как диоды учатся видеть
В 1974 году физики впервые описали прибор, в котором электроны проходят сквозь энергетический барьер благодаря квантовому туннелированию. Сегодня этот прибор — резонансно-туннельный диод — становится сердцем необычной вычислительной архитектуры.
Квантовый фильтр: как запутанность пробивает мутную среду
Свет, проходя через биологическую ткань или матовое стекло, рассеивается и теряет изображение. Исследователи из Института нанонаук Парижа показали, что рассеивающую среду можно настроить так, чтобы она пропускала изображения, закодированные в корреляциях запутанных фотонов, но оставалась непрозрачной для классического света.
Соты из света: топология при комнатной температуре
Топологические фазы обычно прячутся в криостатах. Сверхпроводящие цепи, ультрахолодные атомы, лазерные импульсы — все они оберегают квантовый порядок от теплового шума.
Квантовый скалолаз: прыжки через ущелья оптимизации
Три тысячи метров над уровнем моря, отвесная стена. Классический скалолаз карабкается по одному маршруту, шаг за шагом, и часто застревает в локальном минимуме — небольшой нише, из которой нет хода вверх. Квантовый скалолаз действует иначе: он способен перепрыгнуть через ущелье и приземлиться в соседнем бассейне энергии, где маршрут лучше.
Квантовая физика2025-10-131 минarXiv:2510.11679экспресс
Квантовый симулятор выявил долговременную память плазмы
Физики задействовали квантовый симулятор — платформу, которая воспроизводит динамику заряженных частиц, — чтобы проследить их столкновения в режиме колоссальных энергий. Согласно Стандартной модели, фундаментальной теории микромира, система обязана была стремительно скатиться к хаосу, где энтропия, мера беспорядка, достигает максимума.
Квантовая физика2025-10-172 минarXiv:2510.15724экспресс
Чип-рояль: как оптомеханика обуздала тепловой шум и превратила фононы в безошибочные кубиты
В мире микрочипов, где потоки фотонов — квантов света — несут информацию, возникает фундаментальная проблема: свет, проходя через вещество, неизбежно нагревает его. Этот нагрев рождает тепловые флуктуации — хаотичные, непредсказуемые толчки атомов, которые сбивают точную работу устройства. Представьте себе обычный музыкальный инструмент: струну, натянутую на хлипкой, тонкой рамке.
Квантовая физика2025-10-201 минarXiv:2510.17286экспресс
Квантовые ионы: подавление дрожи без глубокого холода
Одиночный ион, удерживаемый в электромагнитной ловушке, дрожит подобно качелям, и каждое колебание вносит ошибку в квантовые вычисления. Традиционно эту дрожь подавляют охлаждением почти до абсолютного нуля — громоздкое и дорогое решение.
Квантовая физика2025-10-251 минarXiv:2510.22394экспресс
Квантовые двигатели, работающие от наблюдения
В квантовом мире частицы демонстрируют способность проходить сквозь потенциальные барьеры — это явление известно как квантовое туннелирование. Если на пути такого «призрачного» прохода разместить детектор, то сам момент обнаружения срабатывает подобно стартовому пистолету: частица получает резкий толчок и вылетает из барьера с избытком энергии, превращаясь в крошечный двигатель.
Оптика2025-11-011 минarXiv:2511.00570экспресс
Квантовый чип-турникет для фотонов: невзаимная маршрутизация света
Подобно турникету, пропускающему посетителей лишь в одном направлении, физики создали устройство на полупроводниковом чипе, которое направляет одиночные фотоны — кванты света — строго вперёд, блокируя обратный ход.
Квантовая физика2025-11-131 минarXiv:2511.10155экспресс
Квантовые частицы: когда движение назад становится реальностью
Квантовая частица квантовая частица способна демонстрировать обратное движение, даже если её общее направление — вперёд. Представьте реку: основное течение несётся к устью, но отдельные струи вдруг закручиваются и на мгновение устремляются против потока, порождая локальный беспорядок.
Квантовая физика2025-11-191 минarXiv:2511.15492экспресс
Полупроводниковый диск в квантовой неподвижности: меньше одного фонона
Охлаждённый почти до абсолютного нуля с помощью жидкого гелия, полупроводниковый диск достиг такого низкого уровня энтропии, что его тепловое дрожание стало меньше одного фонона — кванта звука, то есть минимальной порции колебательной энергии в твёрдом теле.
Квантовые газы2025-12-081 минarXiv:2512.07935экспресс
Квантовая чехарда: как вихри играют в жидком свете
В сверхтекучем гелии — состоянии, где жидкость течёт без трения, — самопроизвольно возникают квантованные вихри: микроскопические воронки, напоминающие водовороты в обычной воде, но подчиняющиеся законам квантовой механики.
Квантовые газы2025-12-091 минarXiv:2512.08739экспресс
Сверхтвёрдость рождается на границе жидкостей
Сверхтвёрдое тело — это лёд, который течёт. Представьте пруд, схваченный ледяной коркой, но с жидкой глубиной, где вода движется без трения. Обычно такую «корку» — сверхтвёрдое состояние — создают, меняя свойства жидкости по всему объёму.
Квантовая физика2025-12-191 минarXiv:2512.17318экспресс
Квантовая сеть-турникет: 200 пользователей под защитой фундаментальных законов
Квантовая сеть устроена как вереница турникетов, каждый из которых открывается исключительно для пары абсолютно синхронных фотонов — квантов света, выступающих здесь носителями информации. Центральный узел лишь указывает, к какому турникету направиться, но сам не способен подделать синхронность, поскольку она основана на фундаментальных свойствах частиц.
Квантовые газы2026-01-021 минarXiv:2601.00682экспресс
Атомы на кольце: путь вверх
Атомы пойманы в световое кольцо. Это не метафора: лазерные лучи образуют кольцевую ловушку, внутри которой атомы движутся по кругу. Свет не только удерживает их, но и связывает вращение атома с его внутренним «компасом» — спином. Получается, что атом, бегущий по кольцу, чувствует, куда он бежит, и это меняет его внутреннее состояние. Такая связь не просто красива.
Материаловедение2026-01-031 минarXiv:2601.01059экспресс
Свет заставляет кристалл течь током
Кристалл без центра симметрии похож на лестницу, у которой все ступеньки наклонены в одну сторону: электроны, получив толчок от света, скатываются преимущественно в одном направлении. Так рождается постоянный ток — фотогальванический эффект.
Электричество в неупорядоченных материалах: прыжки электронов
В неупорядоченных материалах — например, в органических полупроводниках или чернилах из двумерных материалов — электроны не движутся плавно, как вода по трубе. Они перепрыгивают с одного места на другое, как мячик, который скачет по неровной поверхности. Такое движение называют прыжковым транспортом.
Как плавится электронный лёд
Электроны в проводнике обычно ведут себя как газ: носятся хаотично, сталкиваются, не держат строя. Но если их растащить подальше друг от друга и сильно охладить, взаимное отталкивание может заставить их встать по местам — как посетителей в переполненном зале, которые рассаживаются через кресло.
Биофизика2026-01-041 минarXiv:2601.01560экспресс
Белок-переключатель: как поймать квантовый ток
Каждый вдох и каждое движение мышц работают на потоке электронов, который течёт через белки внутри клеток. Эти белки не статичны: они постоянно меняют форму, как пружина, которая сжимается и разжимается. Но до сих пор никто не видел, как именно эти движения открывают или закрывают путь для электронов. Слишком малы и быстры эти процессы, чтобы их можно было разглядеть обычными методами.
Оптика2026-01-081 минarXiv:2601.04933экспресс
Как атом магния в кремнии держит паузу 20 миллисекунд
В кристалле кремния, из которого делают микрочипы, иногда сидит чужой атом — например, магний. Он ведёт себя как маленький магнит с несколькими «положениями стрелки». Если осветить такой кристалл короткой вспышкой, атом на мгновение возбуждается, а потом возвращается в исходное состояние. Но делает он это не сразу, а с задержкой.
Материаловедение2026-01-081 минarXiv:2601.05018экспресс
Как увидеть, как меняется материал за триллионные доли секунды
Оксид ванадия — материал, который может быть то изолятором, не проводящим ток, то проводником, как металл. Переключение занимает триллионные доли секунды, и на этом хотят строить сверхбыстрые электронные устройства. Но как именно это происходит, долго оставалось загадкой.
Волокна, которые впитывают кровь
Капля крови падает на повязку из тончайших полимерных волокон. Обычно она лежит на поверхности, как росинка на вощёной бумаге. Материал отталкивает воду, и кровь не впитывается — а значит, повязка не прилегает к ране. Учёные изменили поверхность волокон. Они добавили в полимер крошечные частицы кремния — в тысячу раз тоньше человеческого волоса.
Материаловедение2026-01-101 минarXiv:2601.06365экспресс
Как растут кристаллические домены
Тонкая плёнка из перовскита медленно меняет свою кристаллическую структуру. Атомы перестраиваются, как пассажиры в переполненном вагоне, которые постепенно находят более удобные места. Этот процесс занял несколько часов, и всё это время исследователи следили за ним с помощью рентгеновских лучей. Оказалось, что перестройка идёт двумя разными темпами.
Как заглянуть внутрь протона с помощью луча электронов
Электронный луч ударяет в протон, как бильярдный шар в другой шар. Но между ними не пустота: частицы успевают обменяться виртуальными фотонами и Z-бозонами, словно игроки, передающие мяч за спиной. Этот обмен слегка меняет траекторию рассеяния — и в нём прячется намёк на новую физику.
Классическая физика2026-01-111 минarXiv:2601.06855экспресс
Звук проходит сквозь стену
Звук в тонкой пластине ведёт себя как рябь на воде: бежит, отражается от краёв, меняет форму. Но у звука есть одна странность — он умеет проходить сквозь места, где волне запрещено существовать. Это похоже на то, как если бы рябь на пруду вдруг исчезла перед каменной перегородкой и появилась с другой стороны, не огибая её. Учёные взяли пластину переменной толщины — плавно сужающуюся, как клин.
Мезоскопика2026-01-111 минarXiv:2601.06927экспресс
Ловушки на границе: как дефекты мешают квантовым чипам
Квантовый чип похож на музыкальный инструмент, который расстраивается от каждого прикосновения. В устройствах из напряжённого германия (материал, где атомы слегка растянуты для лучшей проводимости) главный источник фальши — дефекты на границе между полупроводником и слоем изолятора. Эти дефекты действуют как микроскопические липучки: они цепляют заряды и не дают им двигаться ровно.
Мезоскопика2026-01-151 минarXiv:2601.10023экспресс
Свет, пойманный в проволоку
Обычный провод на высоких частотах похож на дорогу с ямами: сигнал прыгает, часть энергии уходит в тепло. Сверхпроводящая цепочка из алюминия и арсенида индия (полупроводника) оказалась гладкой трассой для микроволн. В цепочке много одинаковых звеньев — джозефсоновских контактов, где ток течёт без сопротивления благодаря квантовым парам электронов.
Алмаз: загадка разбросанных скоростей
Алмаз — не просто украшение. Этот кристалл может проводить электричество, когда в нём появляются свободные носители заряда: электроны и дырки. Но как быстро они движутся? В научных статьях числа разнятся в десятки раз. Одна лаборатория сообщает скорость 1000 см²/(В·с), другая — 4000.
Оптика2026-01-161 минarXiv:2601.11343экспресс
Кремний ловит невидимые волны
Терагерцовые волны лежат между микроволнами и инфракрасным светом. Они проходят сквозь бумагу, пластик и ткань, но не сквозь металл и воду. Поэтому ими можно проверять посылки, не вскрывая, или сканировать багаж в аэропорту. Но приёмники таких волн до сих пор делали из дорогих материалов вроде арсенида галлия.