En un emocionante anuncio, la Real Academia Sueca de las Ciencias ha otorgado el Premio Nobel de Física 2025 a los distinguidos investigadores estadounidenses John Clarke, Michel H. Devoret y John M. Martinis.
Este reconocimiento celebra sus innovadores descubrimientos sobre el efecto túnel cuántico macroscópico y la cuantificación de la energía en un circuito eléctrico, revelando la mecánica cuántica en acción a una escala sin precedentes.
Los tres galardonados, todos ellos de la prestigiosa Universidad de California (EE UU), han desafiado las nociones tradicionales sobre la aplicación de la mecánica cuántica.
Sus experimentos han demostrado de manera concluyente que las propiedades de este reino de la física, a menudo relegado al mundo microscópico, pueden manifestarse y ser controladas a una escala macroscópica, es decir, en sistemas lo suficientemente grandes como para ser sostenidos en la mano.
Una de las cuestiones más fascinantes en el campo de la física ha sido siempre el límite de tamaño para que un sistema pueda exhibir efectos cuánticos.
Los trabajos de Clarke, Devoret y Martinis han proporcionado una respuesta contundente a esta interrogante.
A través de ingeniosos experimentos con un circuito eléctrico, lograron evidenciar tanto el efecto túnel cuántico como los niveles de energía cuantificados en un sistema que desafía las expectativas.
El efecto túnel cuántico es un fenómeno intrigante en el que una partícula puede “atravesar” una barrera, incluso si no tiene la energía suficiente para superarla.
En el mundo macroscópico, este concepto parece contraintuitivo, ya que un objeto normalmente necesitaría superar un obstáculo físico.
Sin embargo, en el reino cuántico, las probabilidades dictan un comportamiento diferente. Tradicionalmente, cuando un gran número de partículas está involucrado, los efectos cuánticos suelen disolverse y volverse insignificantes.
La trascendencia de la investigación de los galardonados radica precisamente en su demostración de que las propiedades cuánticas pueden persistir y ser observables a una escala que supera con creces lo esperado.
La génesis de estos descubrimientos se remonta a 1984 y 1985, cuando John Clarke, Michel H. Devoret y John M. Martinis emprendieron una serie de experimentos cruciales.
Utilizaron un circuito electrónico construido con superconductores, materiales notables por su capacidad de conducir corriente sin resistencia eléctrica.
Dentro de este circuito, los componentes superconductores estaban meticulosamente separados por una delgada capa de material no conductor, una configuración conocida como unión Josephson.
Al refinar y medir con precisión las diversas propiedades de su circuito, los investigadores lograron controlar y explorar los fenómenos que surgían al hacer pasar una corriente a través de él.
En el corazón de sus hallazgos se encuentra un sistema sorprendente: las partículas cargadas que se movían a través del superconductor se comportaban, en conjunto, como si fueran una sola partícula que llenaba todo el circuito.
Este sistema macroscópico, con características similares a una partícula, comenzaba en un estado donde la corriente fluía sin ningún voltaje.
En este estado, el sistema quedaba atrapado, como si estuviera detrás de una barrera impenetrable.
El momento decisivo llegó cuando, en el experimento, el sistema exhibió su naturaleza cuántica al lograr escapar de este estado de voltaje cero a través del efecto túnel.
La manifestación de un voltaje en el circuito fue la señal inequívoca de este cambio de estado, proporcionando una evidencia tangible del fenómeno cuántico a una escala observable.
Además de este hito, los galardonados también lograron demostrar que el sistema se comportaba de la manera predicha por la mecánica cuántica: estaba cuantificado.
Esto significa que solo absorbía o emitía cantidades específicas y discretas de energía, una característica fundamental del mundo cuántico.
Olle Eriksson, presidente del Comité Nobel de Física, expresó su entusiasmo, afirmando que “es maravilloso poder celebrar la forma en que la mecánica cuántica centenaria ofrece continuamente nuevas sorpresas. También es enormemente útil, ya que la mecánica cuántica es la base de toda la tecnología digital”.
De hecho, la mecánica cuántica ya impregna nuestra vida cotidiana.
Los transistores de los microchips de nuestros ordenadores son un ejemplo palpable de la tecnología cuántica en acción.
El Premio Nobel de Física de este año no solo honra la curiosidad científica, sino que también abre nuevas e ilimitadas oportunidades para el desarrollo de la próxima generación de tecnología cuántica.
Esto incluye campos revolucionarios como la criptografía cuántica, que promete comunicaciones inquebrantables, los ordenadores cuánticos, con un potencial de procesamiento sin precedentes, y los sensores cuánticos, capaces de mediciones de precisión extrema.
En resumen, el Premio Nobel de Física 2025 no solo celebra la brillantez individual de John Clarke, Michel H. Devoret y John M. Martinis, sino que también marca un hito en nuestra comprensión y manipulación del mundo cuántico.
Sus descubrimientos han trascendido las barreras teóricas, llevando la mecánica cuántica desde el reino de lo abstracto a la realidad observable, y allanando el camino para una nueva era de innovaciones tecnológicas.
