Premio Nobel de Física 2025: efecto túnel cuántico en un circuito del tamaño de la palma
El Premio Nobel de Física 2025 ha sido otorgado a tres investigadores que literalmente han puesto la mecánica cuántica sobre la mesa del laboratorio. John Clarke, Michel H. Devoret y John M. Martinis son galardonados “por el descubrimiento del túnel cuántico macroscópico y la cuantización de la energía en un circuito eléctrico”.
Sus experimentos, realizados a mediados de los años 80 en la Universidad de California en Berkeley, demostraron que los efectos cuánticos no aparecen solo a nivel de átomos y electrones individuales. Utilizando elementos superconductores, construyeron un circuito eléctrico aproximadamente del tamaño de una uña que se comporta como un único “átomo artificial”.
¿Qué hicieron exactamente los galardonados?
Clarke, Devoret y Martinis trabajaron con circuitos superconductores enfriados hasta temperaturas cercanas al cero absoluto. En este régimen, los electrones se emparejan en los llamados pares de Cooper y se comportan como un único “fluido” cuántico.
En el corazón del experimento se encuentra una unión Josephson: una barrera aislante ultrafina entre dos superconductores. La física clásica diría que la corriente no puede atravesar esa barrera. La mecánica cuántica, sin embargo, permite que la función de onda de los electrones “se filtre” a través de la pared: eso es el efecto túnel cuántico.
Los laureados demostraron dos cosas clave:
- que un sistema macroscópico completo (un circuito superconductor con miles de millones de electrones) puede tunelizar de un estado de energía a otro como si fuera una sola partícula cuántica;
- que la energía del circuito no es continua, sino que aparece en niveles discretos: el circuito absorbe y emite energía en “porciones” bien definidas, exactamente como predice la teoría cuántica.
En otras palabras, crearon un circuito eléctrico que se comporta como un oscilador cuántico gigante: un sistema lo bastante grande como para sostenerlo en la mano, pero cuyo comportamiento pertenece al mundo de las partículas cuánticas.
¿Por qué es importante hoy?
En el momento en que se realizaron, estos experimentos fueron ante todo una prueba fundamental de la teoría cuántica a escala macroscópica. Hoy está claro que sentaron las bases de los qubits superconductores, los bloques de construcción básicos de muchos ordenadores cuánticos actuales.
Las plataformas cuánticas modernas (Google, IBM y otras) utilizan familias enteras de circuitos superconductores que continúan directamente el trabajo pionero de Clarke, Devoret y Martinis. Lo que antes era un “efecto exótico de laboratorio” se ha convertido en tecnología central de la computación cuántica.
Un Nobel que conecta el mundo micro y el macro
En su argumentación, el Comité Nobel destacó que este premio reconoce “comportamiento cuántico a escala humana”: la demostración de que las reglas de la mecánica cuántica se aplican también a sistemas que son:
- lo bastante grandes como para manipularlos con la mano en el laboratorio,
- formados por un número enorme de partículas,
- pero que aun así muestran efecto túnel y niveles de energía discretos como un átomo o una molécula.
Para el lector, el mensaje es sencillo pero potente: la física cuántica ya no es solo una teoría exótica de los libros de texto. Hoy está integrada en chips electrónicos, en metrología de alta precisión, en sensores y en ordenadores cuánticos. Por eso el Premio Nobel de Física 2025 es uno de esos galardones que, silenciosamente, cambian la forma en que pensamos la frontera entre el mundo “micro” y el mundo “macro”.
Nota: Este artículo tiene un carácter meramente informativo y se basa en información pública de NobelPrize.org y del comunicado de la Real Academia Sueca de Ciencias.
