Tres científicos cuánticos obtienen el Premio Nobel de Física 2025
"Es maravilloso poder celebrar cómo la centenaria mecánica cuántica ofrece continuamente nuevas sorpresas"
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La Real Academia Sueca de las Ciencias ha decidido conceder el premio Nobel de Física 2025 a John Clarke (Universidad de California, Berkeley, EE.UU.), Michel H. Devoret (Universidad de Yale, New Haven, CT y Universidad de California, Santa Bárbara, EE.UU.) y John M. Martinis Universidad de California, Santa Bárbara, EE.UU. "por el descubrimiento de la tunelización mecánica cuántica macroscópica y la cuantificación de la energía en un circuito eléctrico".
Sus experimentos en un chip revelaron la física cuántica en acción
Una cuestión importante en física es el tamaño máximo de un sistema que puede demostrar efectos de mecánica cuántica. Los galardonados con el Premio Nobel de este año realizaron experimentos con un circuito eléctrico en el que demostraron tanto el efecto túnel de la mecánica cuántica como la cuantificación de los niveles de energía en un sistema lo suficientemente grande como para sostenerlo con la mano.
La mecánica cuántica permite que una partícula atraviese directamente una barrera mediante un proceso llamado tunelización. En cuanto 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.
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 que pueden conducir una 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. Afinando y midiendo las distintas propiedades del circuito, pudieron controlar y explorar los fenómenos que se producían al hacer pasar corriente a través de él. En conjunto, las partículas cargadas que se movían por el 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 tensión. El sistema está atrapado en este estado, como detrás de una barrera que no puede cruzar. En el experimento, el sistema muestra su carácter cuántico al conseguir escapar del estado de tensión cero mediante tunelización. El cambio de estado del sistema se detecta mediante la aparición de un voltaje.
Los galardonados también pudieron demostrar que el sistema se comporta de la manera predicha por la mecánica cuántica: es cuantificado, lo que significa que sólo absorbe o emite cantidades específicas de energía.
"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 ordenador son un ejemplo de la tecnología cuántica establecida 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.
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