La Real Academia Sueca de las Ciencias ha galardonado a los investigadores estadounidenses John Clarke, Michel H. Devoret, y John M. Martinis por su descubrimiento del efecto túnel cuántico macroscópico y la cuantización de la energía en un circuito eléctrico.
La Asamblea Nobel del Instituto Karolinska ha concedido el Premio Nobel de Física 2025 a John Clarke, Michel H. Devoret, y John M. Martinis, investigadores de la Universidad de California (EE UU), por la demostración del efecto túnel cuántico macroscópico y la cuantización de la energía en un circuito eléctrico.
Los experimentos de los galardonados demostraron que las propiedades de la mecánica cuántica pueden concretarse a escala macroscópica
La mecánica cuántica permite que una partícula atraviese una barrera, utilizando un proceso denominado efecto túnel. Cuando interviene un gran número de partículas, los efectos de la mecánica cuántica suelen ser insignificantes. Los experimentos de los galardonados demostraron que las propiedades de la mecánica cuántica pueden concretarse a escala macroscópica.
Circuito de superconductores
En 1984 y 1985, John Clarke, Michel H. Devoret y John M. Martinis llevaron a cabo una serie de experimentos con un circuito electrónico construido con superconductores, componentes que pueden conducir la 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 todas las diversas propiedades de su circuito, pudieron controlar y explorar los fenómenos que se producían cuando hacían 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 ningún voltaje. El sistema queda atrapado en este estado, como si estuviera detrás de una barrera que no puede atravesar.
Comportamiento previsto por la mecánica cuántica
En el experimento, el sistema muestra su carácter cuántico al lograr escapar del estado de voltaje cero mediante el efecto túnel. El cambio de estado del sistema se detecta mediante la aparición de un voltaje.
En el experimento, el sistema muestra su carácter cuántico al lograr escapar del estado de voltaje cero mediante el efecto túnel
“Es maravilloso poder celebrar la forma en que la mecánica cuántica centenaria ofrece continuamente nuevas sorpresas. También 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 de los ordenadores son un ejemplo de la tecnología cuántica que nos rodea. El Premio Nobel de Física de este año ha brindado oportunidades para desarrollar la próxima generación de tecnología cuántica, incluida la criptografía cuántica, los ordenadores cuánticos y los sensores cuánticos.