Premio Nobel de Física 2025: galardonados por el efecto túnel cuántico a escala macroscópica

El Premio Nobel de Física 2025 ha sido otorgado al británico John Clarke, al francés Michel H. Devoret y al estadounidense John M. Martinis “por el descubrimiento del efecto túnel cuántico macroscópico y la cuantización de la energía en un circuito eléctrico”, según lo anunció este martes la Real Academia de las Ciencias Sueca. Este galardón reconoce los experimentos que evidencian cómo se puede observar el efecto túnel cuántico a una escala macroscópica, involucrando un gran número de partículas, como se precisó en el fallo de la Academia. Un aspecto crucial en el ámbito de la física es determinar el tamaño máximo de un sistema que puede exhibir efectos mecánicos cuánticos. Los tres científicos premiados llevaron a cabo experimentos utilizando un circuito eléctrico que demostró tanto el efecto túnel cuántico como la cuantización de los niveles de energía en un sistema que es lo suficientemente grande como para ser sostenido en la mano. La Real Academia ilustró el descubrimiento con la siguiente analogía: “Cuando lanzas una pelota contra una pared, puedes estar seguro de que rebotará hacia ti y te sorprendería mucho si la pelota apareciera, de repente, al otro lado de la pared”. En el contexto de la mecánica cuántica, este fenómeno se conoce como “efecto túnel”, el cual ha contribuido a la reputación de la mecánica cuántica como un campo extraño y poco intuitivo. El sistema eléctrico superconductor que emplearon estos tres investigadores tenía la capacidad de transitar de un estado a otro, como si pudiera atravesar una pared. Además, demostraron que el sistema era capaz de absorber y emitir energía en cantidades discretas, tal como lo predice la mecánica cuántica. Para su experimento, Clarke, Devoret y Martinis utilizaron un circuito eléctrico superconductor, cuyo chip tenía un tamaño aproximado de un centímetro. Anteriormente, el efecto túnel y la cuantización de la energía habían sido analizados en sistemas que contenían solo unas pocas partículas. Sin embargo, en este caso, estos fenómenos se manifestaron en un sistema mecánico cuántico que incluía miles de millones de pares de Cooper (electrones enlazados) que ocupaban todo el superconductor del chip. De esta forma, el experimento trasladó los efectos mecánicos cuánticos de una escala microscópica a una macroscópica. Un ejemplo de la tecnología cuántica consolidada que nos rodea son los transistores de los microchips de los ordenadores. Según se detalló, el Premio Nobel de Física 2025 ha abierto nuevas oportunidades para el desarrollo de la próxima generación de tecnología cuántica, que incluye la criptografía cuántica, los ordenadores cuánticos y los sensores cuánticos.