El Premio Nobel de Física 2025 ha sido otorgado a los físicos John Clarke (Reino Unido), Michel Devoret (Francia) y John Martinis (Estados Unidos) por su revolucionario descubrimiento del efecto túnel cuántico macroscópico y la cuantización de la energía en un circuito eléctrico.
El anuncio fue realizado este martes por la Real Academia Sueca de Ciencias, reconociendo los avances que, en la década de 1980, permitieron a los científicos demostrar cómo una partícula, en el mundo microscópico, puede atravesar barreras como si se tratara de un túnel, sin la necesidad de tener la energía suficiente para saltar sobre ellas.
En la mecánica cuántica, que rige el comportamiento de las partículas a escalas microscópicas, las reglas son muy diferentes a las que gobiernan nuestro mundo visible. Un ejemplo clásico sería el comportamiento de una pelota que golpea una pared: la pelota rebota. Sin embargo, en el sistema eléctrico superconductor estudiado por Clarke, Devoret y Martinis, un elemento superconductor podía “atravesar” una barrera energética, tal como si pasara a través de un muro invisible.
El descubrimiento de estos físicos no solo ha dejado una huella profunda en la física teórica, sino que también ha dado lugar a la tecnología cuántica moderna, que tiene aplicaciones directas en la creación de computadoras cuánticas, criptografía cuántica y sensores cuánticos. Sus avances han sido fundamentales para el desarrollo de los transistores que integran los microchips en nuestros dispositivos electrónicos.
¿Qué es el túnel cuántico macroscópico?
Para entender este concepto, hay que entender que se imagina que vas sobre una patineta y frente a ti hay una pequeña loma. La pregunta es, ¿puedes atravesarla? Para hacerlo, necesitas suficiente energía. Si tienes la velocidad suficiente, puedes saltar. Pero en el mundo cuántico, por ejemplo con electrones, sucede algo diferente: aunque no tengan suficiente energía para superar esa barrera en un sistema clásico, pueden ‘atravesarla’ gracias al efecto túnel”.
El túnel cuántico, en términos simples, permite a las partículas atravesar barreras que en el mundo clásico serían imposibles de superar. Este fenómeno tiene implicancias significativas para los avances en computación cuántica, donde las partículas pueden representar y procesar información de manera muy diferente a los ordenadores convencionales.
Un futuro cuántico
El Comité del Nobel destacó que los avances realizados por Clarke, Devoret y Martinis han abierto el camino para el desarrollo de tecnologías cuánticas avanzadas. Entre ellas se incluyen las computadoras cuánticas, que prometen resolver problemas que son prácticamente imposibles de abordar con las tecnologías actuales, y los sensores cuánticos, que podrían revolucionar la precisión en áreas como la navegación o la medicina.
Hoy, tecnologías como los microchips, que usamos a diario, ya son aplicaciones de la física cuántica en nuestra vida cotidiana. Sin embargo, aún estamos en las etapas iniciales de explorar el potencial de este campo, y los descubrimientos premiados este año auguran una nueva era en la ciencia y la tecnología cuántica.
El efecto túnel cuántico desafía nuestras nociones de lo que es posible en el mundo físico, llevando la ciencia más allá de las fronteras de la física clásica. A través de este descubrimiento, los galardonados han cimentado su lugar en la historia de la ciencia, mientras el mundo entero comienza a vislumbrar un futuro cuántico lleno de posibilidades.
Agencia MTR