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Tres científicos ganan el Nobel de Física 2025 por avances en mecánica cuántica
John Clarke, Michel H. Devoret y John M. Martinis fueron reconocidos por demostrar que fenómenos cuánticos pueden observarse y controlarse en objetos visibles gracias a circuitos superconductores.
POR REDACCIÓN
El Premio Nobel de Física 2025 fue otorgado a tres destacados científicos: el británico John Clarke, el francés Michel H. Devoret y el estadounidense John M. Martinis, por sus pioneros descubrimientos relacionados con el efecto túnel mecánico cuántico a escala macroscópica y la cuantificación de la energía en circuitos eléctricos, anunció la Real Academia Sueca de Ciencias.
Los investigadores abordaron una de las interrogantes fundamentales de la física: determinar cuál es el tamaño máximo que puede tener un sistema para exhibir efectos cuánticos. Este hallazgo es clave para entender el límite entre las leyes que gobiernan el mundo microscópico y las que rigen la realidad visible que nos rodea.
La mecánica cuántica describe cómo una partícula puede atravesar una barrera aparentemente infranqueable mediante un proceso llamado tunelización. Sin embargo, cuando participan grandes cantidades de partículas, estos efectos tienden a desaparecer. Las investigaciones de Clarke, Devoret y Martinis demostraron que estas propiedades cuánticas pueden manifestarse a escala macroscópica, permitiendo observar y manipular fenómenos cuánticos en objetos visibles.
Entre 1984 y 1985, los científicos realizaron experimentos en la Universidad de Berkeley (Estados Unidos) con un circuito eléctrico que evidenció la existencia del efecto túnel cuántico y niveles de energía cuantizados en un sistema suficientemente grande para sostenerse con la mano. Clarke había formado un grupo en Berkeley para investigar fenómenos cuánticos, integrando a Devoret, quien realizaba un posdoctorado tras estudiar en París, y a Martinis, entonces estudiante de doctorado.
Para lograr esta conexión entre el mundo microscópico y macroscópico, construyeron un pequeño circuito con materiales superconductores separados por una capa delgada aislante, conocido como unión de Josephson. Estos materiales permiten conducir electricidad sin resistencia a temperaturas muy bajas.
La Real Academia Sueca de Ciencias explicó: "El chip que albergaba este circuito medía aproximadamente un centímetro. Anteriormente, el efecto túnel y la cuantificación de energía se habían estudiado en sistemas con pocas partículas; en este caso, estos fenómenos aparecieron en un sistema mecánico cuántico con miles de millones de pares de Cooper que ocupaban todo el superconductor del chip. De esta manera, el experimento llevó los efectos mecánicos cuánticos de la escala microscópica a la macroscópica".
Este efecto de túnel cuántico ocurre cuando una partícula atraviesa una barrera aparentemente infranqueable según las reglas clásicas, y además, el sistema absorbía y emitía energía en dosis cuantificadas. Si bien ambos fenómenos habían sido estudiados previamente en sistemas con pocas partículas, nunca se habían observado a escala macroscópica.
En cuanto a sus trayectorias, John Clarke se doctoró en Física en la Universidad de Cambridge en 1968 y luego se vinculó por más de cinco décadas a la Universidad de Berkeley, donde impulsó áreas como la neuroimagen y la computación cuántica. Michel H. Devoret se formó como ingeniero en la Escuela Nacional Superior de Telecomunicaciones de París y profundizó en óptica cuántica y física atómica y molecular. Por último, John M. Martinis obtuvo su doctorado en Física en la Universidad de California y fue parte del grupo de Clarke en Berkeley.