El Premio Nobel de Física 2025 fue otorgado al británico John Clarke, al francés Michel H. Devoret y al estadounidense John M. Martinis por el “por el descubrimiento del efecto túnel mecánico cuántico macroscópico y la cuantificación de la energía en un circuito eléctrico”, según informó este martes la Real Academia Sueca de Ciencias.
Clarke, Devoret y Martinis intentaron responder a una de las grandes preguntas de la física: cuál es el tamaño máximo de un sistema capaz de mostrar efectos cuántico. Develar esta incógnita implica encontrar dónde se ubica el límite en el que aplican las reglas del mundo microscópico e inician las que rigen el mundo visible, con el que las personas están acostumbradas a relacionarse.
Mediante la mecánica cuántica, una partícula atraviesa una barrera a través de un proceso llamado tunelización. Al intervenir grandes cantidades de partículas, los efectos de la mecánica cuántica se vuelven insignificantes. Las investigaciones de los galardonados demostraron que las propiedades de la mecánica cuántica pueden concretarse a escala macroscópica, es decir, que al emplear la tecnología adecuada es posible ver y controla fenómenos cuánticos en un objeto visible.
El descubrimiento que les otorgó un Nobel de Física
Entre 1984 y 1985, los ganadores realizaron experimentos con un circuito eléctrico en el que demostraron la existencia del efecto túnel cuántico y de niveles de energía cuantizados en un sistema lo bastante grande como para sostenerse con la mano. Fue realizado con superconductores en la Universidad de Berkeley (Estados Unidos), donde Clarke había creado un grupo para explorar fenómenos cuánticos, incluía a Devoret, que realizaba un posdoctorado allí tras finalizar estudios en París, y a Martini, un estudiante de doctorado.
Para cumplir con su hazaña de unir dos mundos aparentemente aislados, los científicos construyeron un pequeño circuito realizado con materiales superconductores, capaces de conducir electricidad sin resistencia a temperaturas muy bajas, que fueron separados por una capa fina de material no conductor, un sistema conocido como la unión de Josephson.
"El chip que albergaba este circuito medía aproximadamente un centímetro. Anteriormente, el efecto túnel y la cuantificación de energía se habían estudiado en sistemas con pocas partículas; en este caso, estos fenómenos aparecieron en un sistema mecánico cuántico con miles de millones de pares de Cooper que ocupaban todo el superconductor del chip. De esta manera, el experimento llevó los efectos mecánicos cuánticos de la escala microscópica a la macroscópica", explicó la Real Academia Sueca de Ciencias.
El efecto túnel cuántico se produce cuando una partícula atraviesa una barrera que parece imposible gracias a las reglas de la mecánica cuántica. También demostraron que el sistema absorbía y emitía energía en dosis de tamaños específicos. Tanto el túnel como la cuantización de la energía, fueron estudiados con anterioridad en sistemas con pocas partículas, pero no en una escala macroscópica.
¿Quiénes son los ganadores al Premio Nobel de Física 2025?
John Clarke se formó en la Universidd de Cambridge, donde se doctoró en Física en 1968 y se trasladó luego a la de Berkeley, a la que estuvo ligado durante más de cinco décadas. Además, impulsó la neuroimagen, computación cuántica, la búsqueda de materia oscura y los dispositivos de interferencia cuántica superconductora.
Mientras que Michel H. Devoret se formó como ingeniero en la Escuela Nacional Superior de Telecomunicaciones de la capital francesa y desarrolló luego estudios en óptica cuántica, física atómica y molecular. Por último, John M. Martinis se doctoró en Física por la Universidad de California, después de haber formado parte del grupo investigador de Clarke en Berkeley.
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