Premio Nobel de Física 2025: Cuando el «mundo cuántico» se haga visible

Durante mucho tiempo, el mundo cuántico se ha considerado un espacio "extraño", donde las partículas pueden atravesar obstáculos, existir en dos estados simultáneamente y desafiar todas las leyes de la intuición humana. Sin embargo, el trío de científicos John Clarke, Michel H. Devoret y John M. Martinis ha hecho tangible lo que parecía existir solo en laboratorios microscópicos, en un circuito eléctrico visible a simple vista.

El 7 de octubre, tres científicos (John Clarke, Michel H. Devoret y John M. Martinis) recibieron el Premio Nobel de Física 2025 por el descubrimiento de los efectos de túnel de la mecánica cuántica a escala macroscópica y la cuantización de la energía en circuitos eléctricos. Compartirán el premio, dotado con 11 millones de coronas suecas (equivalente a 1,17 millones de dólares estadounidenses).

La mecánica cuántica rige el mundo microscópico de los átomos y los electrones, donde los electrones pueden “penetrar” barreras energéticas y sólo absorber energía en cantidades fijas llamadas cuantos.

A nivel macroscópico del mundo humano, estos efectos parecen desaparecer. Por ejemplo, una pelota, compuesta de innumerables átomos, jamás podría atravesar una pared.

Curiosos por esto, en la década de 1980, en la Universidad de California, tres científicos Clarke, Devoret y Martinis comenzaron a probar si las leyes cuánticas existían en un tamaño lo suficientemente grande como para ser vistas a simple vista.

Para comprobarlo, crearon un circuito Josephson, donde dos superconductores están separados por una capa aislante ultrafina. En un metal normal, los electrones colisionan con el material y entre sí, pero en un superconductor enfriado cerca del cero absoluto, forman pares de Cooper que se mueven al unísono sin resistencia y comparten una única función de onda cuántica.

Cuando el equipo mantuvo el circuito a voltaje cero, según la física clásica, este debería haber permanecido inmóvil. Sin embargo, la investigación demostró que a veces el circuito se "escapa" repentinamente, no por calor, sino gracias a la tunelización cuántica a través de la barrera de energía. Fue la primera evidencia directa de que las leyes cuánticas aún existen en el mundo macroscópico.

A continuación, al exponer el circuito a microondas, los tres científicos observaron picos de resonancia agudos a frecuencias específicas. Cada pico correspondía a la diferencia de energía entre dos estados cuantizados, lo que indicaba que la energía del circuito solo podía tomar valores discretos. En otras palabras, un dispositivo compuesto por miles de millones de electrones se comportaba como un único sistema cuántico.

Antes de este experimento, los efectos de tunelización cuántica y cuantificación de energía sólo se habían observado en átomos y partículas subatómicas.

La Sra. Eva Olsson, miembro del Comité Nobel, calificó el trabajo de investigación del trío de científicos John Clarke, Michel H. Devoret y John M. Martinis como "una puerta abierta a otro mundo".

“Cuando los fenómenos cuánticos se llevan a escala macroscópica, podemos tocarlos, controlarlos y observarlos, eso abre la puerta a estructuras y tecnologías completamente nuevas”, afirmó.

Mientras tanto, el señor Olle Eriksson, presidente del Comité Nobel de Física, calificó esto como una prueba de que la mecánica cuántica es extremadamente útil y es la base de toda la tecnología digital actual.

Los descubrimientos de tres científicos Clarke, Devoret y Martinis sentaron las bases de las computadoras cuánticas.

A finales de la década de 1990, los científicos estaban desarrollando bits cuánticos (qubits), unidades de información cuántica, basados en el principio de energía demostrado por el trío pionero.

Posteriormente, el Sr. Martinis aplicó este método para crear el primer procesador cuántico superconductor, donde los qubits pueden oscilar delicadamente entre “0” y “1” en una sofisticada superposición cuántica.

Según el Comité Nobel, el transistor en los microchips de las computadoras actuales es un ejemplo de cómo la mecánica cuántica se ha convertido en la base de la tecnología cotidiana, sentando las bases para la próxima generación de tecnología cuántica, incluida la criptografía cuántica, las computadoras cuánticas y los sensores cuánticos.

(TTXVN/Vietnam+)

Fuente: https://www.vietnamplus.vn/giai-nobel-physics-2025-khi-the-gioi-luong-tu-tro-nen-huu-hinh-post1068919.vnp