Premios Nobel de Física 2025

 

Sus experimentos en un chip revelaron la física cuántica en acción

Una pregunta clave en física es el tamaño máximo de un sistema que puede demostrar efectos mecanocuánticos. Los ganadores del Premio Nobel de este año realizaron experimentos con un circuito eléctrico en el que demostraron tanto el efecto túnel mecanocuántico como los niveles de energía cuantizados en un sistema lo suficientemente grande como para sostenerlo en la mano.

La mecánica cuántica permite que una partícula atraviese una barrera mediante un proceso llamado tunelización. En cuanto intervienen grandes cantidades de partículas, los efectos de la mecánica cuántica suelen volverse insignificantes. Los experimentos de los galardonados demostraron que las propiedades de la mecánica cuántica pueden concretarse a escala macroscópica.

En 1984 y 1985, John Clarke , Michel H. Devoret y John M. Martinis realizaron una serie de experimentos con un circuito electrónico construido con superconductores, componentes capaces de conducir corriente sin resistencia eléctrica. En el circuito, los componentes superconductores estaban separados por una fina capa de material no conductor, una configuración conocida como unión Josephson. Al refinar y medir las diversas propiedades de su circuito, pudieron controlar y explorar los fenómenos que surgían al pasar una corriente a través de él. En conjunto, las partículas cargadas que se movían a través del superconductor formaban un sistema que se comportaba como si fueran una sola partícula que llenaba todo el circuito.

Este sistema macroscópico, similar a una partícula, se encuentra inicialmente en un estado en el que la corriente fluye sin voltaje. El sistema está atrapado en este estado, como tras una barrera infranqueable. En el experimento, el sistema demuestra su carácter cuántico al lograr escapar del estado de voltaje cero mediante un efecto túnel. El cambio de estado del sistema se detecta mediante la aparición de un voltaje.

Los galardonados también pudieron demostrar que el sistema se comporta tal como lo predice la mecánica cuántica: está cuantizado, lo que significa que sólo absorbe o emite cantidades específicas de energía.

«Es maravilloso celebrar cómo la mecánica cuántica, con un siglo de antigüedad, ofrece continuamente nuevas sorpresas. Además, es enormemente útil, ya que la mecánica cuántica es la base de toda la tecnología digital», afirma Olle Eriksson, presidente del Comité Nobel de Física.

Los transistores de los microchips informáticos son un ejemplo de la tecnología cuántica consolidada que nos rodea. El Premio Nobel de Física de este año ha brindado oportunidades para desarrollar la próxima generación de tecnología cuántica, incluyendo la criptografía cuántica, las computadoras cuánticas y los sensores cuánticos.

John Clarke , nacido en 1942 en Cambridge, Reino Unido. Doctor en 1968 por la Universidad de Cambridge, Reino Unido. Profesor de la Universidad de California, Berkeley, EE. UU.

Michel H. Devoret , nacido en 1953 en París, Francia. Doctor en 1982 por la Universidad Paris-Sud, Francia. Profesor de la Universidad de Yale, New Haven, Connecticut, y de la Universidad de California, Santa Bárbara, EE. UU.

John M. Martinis , nacido en 1958. Doctorado en 1987 por la Universidad de California, Berkeley, EE. UU. Profesor en la Universidad de California, Santa Bárbara, EE. UU. y Director de Tecnología en Qolab, Los Ángeles, CA, EE. UU.