Иммануэль Блох (Immanuel Bloch): человек, построивший кристаллы из света

Представьте лоток для яиц, сделанный из лазерных лучей и охлаждённый до нескольких миллиардных долей градуса выше абсолютного нуля, а в каждой ячейке покоится по одному атому. Этот лоток для яиц и есть лабораторный инструмент Иммануэля Блоха (Immanuel Bloch), и с его помощью физики строят, атом за атомом, модели материалов, которые не способен рассчитать ни один компьютер на Земле. 1 октября 2026 года Фонд Вольфа назвал его лауреатом по физике «за новаторские достижения с широким спектром применений в управлении ультрахолодными атомными системами»; премию он разделил с Цзюнь Е (Jun Ye).

Немецкая деревня и коробка с электроникой

Блох родился 16 ноября 1972 года в Фульде, в тогдашней Западной Германии, и вырос в небольшой деревне. Отец его был химиком, мать учительницей. В детстве его раньше физики увлекли компьютеры и электроника. Он учился в Боннском университете, окончил его в 1995 году, провёл исследовательскую стажировку в Стэнфорде, а в 2000 году защитил докторскую диссертацию в Мюнхенском университете Людвига и Максимилиана у Теодора Хэнша (Theodor Hänsch), который в 2005 году получит Нобелевскую премию по физике. Диссертация была посвящена атомным лазерам и фазовой когерентности конденсатов Бозе-Эйнштейна: облаков атомов, настолько холодных, что они ведут себя как единая волна.

От сверхтекучести к изолятору

В тридцать один год он стал профессором Майнцского университета, а к тому времени уже участвовал в опубликованном в 2002 году в Мюнхене эксперименте, изменившем всю область. Атомы, пойманные в решётку из света, свободно текли, когда почти не взаимодействовали, и это состояние называют сверхтекучестью. Когда решётку усиливали, атомы внезапно застывали на местах, по одному в узле, как машины в пробке. Это переход от сверхтекучести к изолятору Мотта, и увидеть его на управляемых атомах значило впервые по-настоящему провести квантовое моделирование. Он показал, что газ атомов может сыграть роль электронов в твёрдом теле, а все рычаги управления оказываются в руках экспериментатора.

С 2008 или 2009 года он возглавляет отдел в Институте квантовой оптики Общества Макса Планка в Гархинге под Мюнхеном и занимает кафедру в университете. Он руководит девятью исследовательскими группами и является представителем Мюнхенского центра квантовой науки и технологий.

Увидеть один атом

Позже его группа создала квантовые газовые микроскопы, которые фотографируют отдельные атомы в решётке и позволяют физикам переставлять их по одному. С их помощью команда изучала многочастичную локализацию, фермионные изоляторы Мотта и ультрахолодные полярные молекулы. Многочастичную физику он описывает так: это оркестр, в котором каждый играет свою ноту. Собственное объяснение мотивации у него простое: желание попробовать то новое, чего никто ещё не делал, и, как он однажды выразился, следовать своему энтузиазму.

Награды

Медаль Отто Гана в 2002 году, премия Лейбница в 2004-м, премия Европейского физического общества по квантовой электронике в 2011-м, Европейская научная премия Кёрбера в 2013-м, премия Харви от Техниона в Израиле в 2015-м и медаль Штерна-Герлаха в 2024-м привели к премии Вольфа. Размер премии сто тысяч долларов, церемония пройдёт в Кнессете в июне 2027 года.

Почему Иммануэля Блоха называют гением

Блох превратил расплывчатость квантовой теории в оборудование. До него физика множества взаимодействующих частиц была задачей, на которой захлёбывались классические компьютеры; после него это задача, которую можно собрать в вакуумной камере и наблюдать. Законы квантовой механики он не изобретал, но построил сцену, на которой их можно разыгрывать, и целое поколение физиков теперь осваивает ремесло именно на ней.