2025 Premio Nobel de Física va a los investigadores que trajeron mecánica cuántica al mundo de las macroescala

El Premio Nobel de Física de 2025 va a los investigadores que mostraron túneles cuánticos en un chip

Por Lee Billings Editado por Dan Vegano

Esta historia se actualizará.

En el año 100 de aniversario de la mecánica cuántica, que describe el universo en sus escalas más pequeñas y fundamentales, el Premio Nobel de Física de 2025 ha acudido a tres pioneros en traer sus misteriosos efectos al mundo cotidiano.

Venerada como una de las teorías científicas más exitosas de la historia, la mecánica cuántica es clave para la mayoría de las tecnologías transformadoras actuales, desde supercomputadoras hasta teléfonos inteligentes. La teoría también es conocida por sus muchas revelaciones contraintuitivas: las partículas también pueden ser ondas, pueden existir simultáneamente en las superposiciones de múltiples estados aparentemente contradictorios, y pueden tener sus propiedades perfectamente correlacionadas, entrelazadas, por lo que están vinculados independientemente de cómo están. Con el hito del centenario, el Premio Nobel de Física de este año fue otorgado a tres científicos: John Clarke, Michel H. Devoret y John M. Martinis, que trajeron otro extraño efecto cuántico microscópico, llamado túnel cuántico, al mundo macroscópico.

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El túnel cuántico ocurre cuando una partícula pasa directamente a través de una barrera de otra manera intransitable para aparecer en el otro lado. Esto es similar a arrojar una pelota a una pared y, en lugar de verla recuperarse, encontrándola indemne al otro lado con la pared en sí misma completamente intacta. El efecto es la base de los transistores, pero generalmente disminuye para los ensamblajes de muchas partículas, por lo que nunca se ve a nadie que disminuye a través de las paredes y pisos en la vida cotidiana. Pero en una serie de experimentos realizados en la Universidad de California-Berkeley en 1984 y 1985, Clarke, Devoret y Martinis mostraron que el proceso podría ocurrir a escamas más grandes de lo que se creía anteriormente. (Relacionado, Clarke también escribió un ensayo para Scientific American en 1994 sobre dispositivos de interferencia cuántica superconductores, o calamares, magnetómetros altamente sensibles utilizados en equipos de diagnóstico médico y otro hardware de alto rendimiento).

Inspirado en el trabajo teórico del físico (y eventual elenado Nobel) Anthony Leggett, sus experimentos se basaron en circuitos electrónicos construidos a partir de superconductores, que pueden realizar corriente sin resistencia eléctrica. Los dispositivos electrónicos similares a los chips, que el Comité Nobel señaló en una declaración eran “lo suficientemente grandes como para ser retenidos en la mano”, contenía componentes superconductores divididos por una delgada barrera de material no conductivo. Este acuerdo se conoce como un cruce de Josephson, después del físico teórico británico Brian Josephson, quien lo propuso por primera vez a principios de la década de 1960. A través del mapeo y la medición exhaustivos de las propiedades del circuito, Clarke, Devoret y Martinis pudieron mostrar cómo los electrones que se mueven a través del sistema actúan como si fueran una sola partícula, túneles a través de la barrera divisoria para llenar todo el circuito.

Su sistema experimental solo exhibió dos modos distintos, uno en los que la corriente estaba “atrapada” en un estado de voltaje cero, y otro en el que la corriente escapó de este estado a través de túneles para mostrar un voltaje. Esto demostró claramente la naturaleza cuantificada del sistema, en la que solo se podía emitir o absorber una cantidad específica de energía, como lo predice la mecánica cuántica.

“Es maravilloso poder celebrar la forma en que la mecánica cuántica centenaria ofrece continuamente nuevas sorpresas”, dijo Olle Eriksson, presidente del Comité Nobel de Física, en un comunicado anunciando el premio. “También es enormemente útil, ya que la mecánica cuántica es la base de toda la tecnología digital”.

El premio representa un triunfo para el sistema de la Universidad de California; Clarke permanece en Berkeley, y Devoret y Martinis están en la Universidad de California, Santa Bárbara. (Devoret también ocupa un puesto en la Universidad de Yale).

Alcanzado en su teléfono celular desde su casa en California, el “completamente aturdido” Clarke señaló que el fenómeno que ahora lo convirtió en un laureado Nobel también es “una de las razones subyacentes por las que funcionan los teléfonos celulares” y que “nuestro descubrimiento, de alguna manera, es la base de la computación cuantía”.

Para su trabajo, que la Cita Nobel describe como “el descubrimiento de la túnel cuántica macroscópica y la cuantización de energía en un circuito eléctrico”, los investigadores se dividirán igualmente un premio de 11 millones de kroner suecos (alrededor de $ 1.17 millones).

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