Premio Nobel de Física por avance en túnel cuántico

Descubrimiento revolucionario reescribe las reglas de la mecánica cuántica

El Premio Nobel de Física 2025 ha sido otorgado a tres científicos pioneros por su trabajo revolucionario que demuestra que los efectos de la mecánica cuántica pueden ocurrir a escala macroscópica, desafiando suposiciones fundamentales sobre la naturaleza de la realidad. El físico británico John Clarke, el investigador estadounidense John Martinis y el científico francés Michel Devoret recibieron el prestigioso premio por su descubrimiento del "efecto túnel cuántico macroscópico y la cuantización de energía en un circuito eléctrico".

El experimento que lo cambió todo

En sus experimentos innovadores de 1984-1985, realizados en UC Berkeley, el trío creó circuitos eléctricos superconductores con uniones Josephson - esencialmente dos superconductores separados por una fina capa aislante. Cuando colocaron material no conductor en estos circuitos, la física convencional predecía que no fluiría corriente. Sin embargo, para su sorpresa, los circuitos eléctricos se comportaron como si nada bloqueara la corriente.

"Esta es la sorpresa de mi vida," dijo Clarke, ahora en sus ochenta años, cuando el comité del Nobel lo contactó en California. "Nunca pensamos que podríamos ganar un Nobel con esto."

El fenómeno que observaron fue el efecto túnel cuántico - donde las partículas parecen atravesar barreras que según la física clásica deberían ser impenetrables. Lo que hizo extraordinario su descubrimiento fue que este efecto ocurría en sistemas lo suficientemente grandes como para sostener en la mano, no solo a nivel atómico o subatómico donde antes se suponía que los efectos cuánticos estaban limitados.

Cerrando la brecha cuántico-clásica

El trabajo de los laureados demostró que los pares de Cooper en superconductores - pares de electrones que se comportan como una sola entidad cuántica - podían atravesar barreras de energía mediante efecto túnel y exhibir niveles de energía cuantizados en sistemas macroscópicos. Esto proporcionó la primera evidencia concreta de que los efectos cuánticos no están limitados a escalas microscópicas sino que pueden manifestarse en sistemas a escala humana.

"No hay ninguna tecnología moderna hoy en día que no deba su existencia a la mecánica cuántica: teléfonos móviles, computadoras, cámaras, conexiones de fibra óptica," dijo el profesor Olle Eriksson durante la ceremonia de entrega de premios en Estocolmo. "Es maravilloso poder celebrar ahora cómo esa teoría de un siglo de antigüedad todavía nos sorprende continuamente."

La investigación se basa en la famosa observación del físico Richard Feynman, quien una vez comentó: "Si crees que entiendes la mecánica cuántica, entonces no entiendes la mecánica cuántica." El comité del Nobel enfatizó que el trabajo de los laureados muestra cómo los materiales pueden comportarse de maneras completamente contraintuitivas dentro del marco de la mecánica cuántica descrito por primera vez hace un siglo.

Fundamento para tecnologías cuánticas

El descubrimiento tiene implicaciones profundas para el desarrollo de tecnologías cuánticas, particularmente la computación cuántica. Martinis, quien posteriormente dirigió los esfuerzos de computación cuántica de Google y demostró la supremacía cuántica en 2019, construyó directamente sobre esta investigación fundamental. La capacidad de observar y controlar efectos cuánticos en sistemas macroscópicos forma la base para construir computadoras cuánticas prácticas que puedan resolver problemas fuera del alcance de las computadoras clásicas.

Según análisis reciente de McKinsey, la tecnología cuántica está haciendo la transición de concepto a realidad, con el mercado esperado alcanzar $100 mil millones dentro de una década. Solo el segmento de computación cuántica se espera que crezca de $4 mil millones en 2024 a $72 mil millones en 2035.

Las aplicaciones actuales que ya están surgiendo incluyen NTT Docomo mejorando la eficiencia de redes móviles en un 15% usando optimización cuántica, mientras que compañías como Japan Tobacco y Ford Otosan aplican métodos cuánticos al descubrimiento de fármacos y procesos de manufactura.

Continuación del legado Nobel

El premio de física de este año sigue al premio del año pasado para investigadores que hicieron contribuciones fundamentales al desarrollo de la inteligencia artificial. La temporada Nobel continúa con los premios de Química, Literatura y Paz que se anunciarán más tarde esta semana, seguidos por Economía la próxima semana.

Cada laureado Nobel recibe 11 millones de coronas suecas (aproximadamente 1 millón de euros), con el premio en dinero dividido cuando múltiples ganadores comparten un premio. La ceremonia formal de entrega de premios tendrá lugar el 10 de diciembre, aniversario de la muerte de Alfred Nobel.

Países Bajos mantiene su fuerte tradición en premios Nobel de Física, con 9 de los 21 laureados holandeses habiendo ganado en esta categoría. Los ganadores holandeses más recientes de física fueron Martinus Veltman y Gerard 't Hooft por su investigación en física de partículas.