Reseña elaborada por la Dra. Solmar Varela La Real Academia de Ciencias de Suecia ha concedido el Premio Nobel de Física 2025 a John Clarke, Michel H. Devoret y John M. Martinis por sus revolucionarios experimentos con circuitos superconductores. Estos científicos mostraron que los fenómenos puramente cuánticos, tradicionalmente considerados exclusivos del mundo microscópico, pueden controlarse y manipularse en sistemas muchos mas grandes y tangibles, creando dispositivos que pueden estudiarse y modificarse en el laboratorio. La frontera entre lo cuántico y lo cotidiano La mecánica cuántica describe los fenómenos de las partículas a una escala muy pequeña, la escala microscópica, que involucra a las partículas individuales como electrones, átomos y moléculas. Las reglas que gobiernan el comportamiento de estas partículas son muy diferentes de las que se aplican a partículas más grandes. Podríamos imaginar dos manuales de instrucciones distintos: uno para el mundo microscópico, en donde predominan las probabilidades y comportamientos poco intuitivos, y otro para el mundo macroscópico cotidiano, más estable y predecible. Desde la formulación de la mecánica cuántica en los años 1920, uno de los grandes retos ha sido comprender dónde termina el manual cuántico y dónde comienza el clásico. Ilustración 1. Representación de los límites microscópico, macroscópico y el límite en dónde se observan los fenómenos cuánticos. Elaborada por Solmar Varela El efecto túnel cuántico, inicialmente limitado al mundo microscópico, se refiere a cómo ciertas partículas pueden atravesar “barreras” incluso sin tener la energía suficiente para ello. Fue George Gamow quien, en 1928, propuso una explicación teórica aplicando este fenómeno a la desintegración alfa de núcleos atómicos. En este proceso, una pequeña porción de partículas del núcleo puede desprenderse, a pesar de las fuerzas que actúan como unas barreras para retenerlas. Sin el efecto túnel, este tipo de desintegración nuclear no sería posible. Además, el efecto túnel es clave en procesos como la fusión nuclear que ocurre en el Sol y ha inspirado tecnologías como el microscopio de efecto túnel, que revolucionó la nanotecnología al permitir el estudio de superficies a escala atómica. Ilustración 2. Representación de la desintegración alfa de núcleos atómicos. Elaborada por Solmar Varela La prueba experimental del efecto túnel macroscópico Clarke, Devoret y Martinis realizaron un descubrimiento sorprendente: demostraron que el efecto túnel no está limitado al mundo microscópico, sino que puede manifestarse en sistemas mucho más grandes cuando se dan las condiciones específicas, como el uso de materiales superconductores y la aplicación de temperaturas extremadamente bajas. Un elemento central de su trabajo fue el uso de la unión Josephson, un dispositivo en el que dos superconductores están separados por una delgada barrera aislante que permite que pares de electrones, mediante efecto túnel, atraviesen la barrera sin resistencia. En sus experimentos, los investigadores lograron dar el salto a lo tangible: que esos pares de electrones se comportaran como una única partícula que ocupa todo el circuito. El chip del circuito tenía un tamaño de 1 cm, por lo que puede sostenerse fácilmente en la mano. El estado colectivo generado puede atravesar barreras energéticas gracias al efecto túnel, lo que provoca un voltaje macroscópico medible. En otras palabras, experimentaron el túnel cuántico macroscópico. Además, demostraron que los niveles de energía son discretos y que los saltos energéticos corresponden al sistema completo, no a electrones individuales. Ilustración 3. Efecto túnel macroscópic. Imagen de Johan Jarnestad/Real Academia Sueca de Ciencias, modificada por Solmar Varela Aplicaciones cuánticas revolucionarias Este descubrimiento, junto con la capacidad de manipular estos circuitos, sentó las bases para la computación cuántica tal como la conocemos hoy. Los qubits superconductores, que son los componentes básicos de las computadoras cuánticas, derivan directamente de estos experimentos pioneros. Un qubit es la unidad fundamental de información cuántica, capaz de existir en múltiples estados simultáneamente, lo que permitiría procesar información (y en algunos casos ya se ha hecho) de formas que superan ampliamente a las computadoras clásicas. Además, su trabajo ha impulsado avances en sensores ultrasensibles, como los magnetómetros cuánticos capaces de detectar campos magnéticos con una precisión excepcional. También ha permitido poner a prueba los aspectos fundamentales de la mecánica cuántica, abriendo así la puerta a tecnologías que hasta hace poco se consideraban puramente teóricas y que ahora comienzan a transformar nuestra realidad. Un siglo de avances en la era cuántica El Premio Nobel de Física 2025 llega en un momento simbólico, coincidiendo con el Año Internacional de la Ciencia y Tecnología Cuánticas, que conmemora el centenario de la formulación de la física cuántica. Este reconocimiento subraya la importancia de la investigación básica y su poder transformador, capaz de revolucionar áreas tan diversas como la informática, las comunicaciones y la medicina. En definitiva, Clarke, Devoret y Martinis han demostrado que las propiedades más sorprendentes del mundo cuántico son tangibles y pueden manifestarse en sistemas lo suficientemente grande como para sostenerse en la mano. Su trabajo no solo redefine los limites de la ciencia, sino que también impulsa el avance de tecnologías cuánticas en rápida expansión, que ya están transformando industrias y a mejorar nuestra vida cotidiana. Navegación de entradas Docentes e investigadores del IZET presentaron el proyecto «Ecoturismo Comunitario, estrategia para la Conservación de la Biodiversidad y la Mejora de Medios de Vida en Tacarigua de La Laguna, municipio Páez y Pedro Gual, estado Miranda» Entregan reconocimientos a los ganadores por la Facultad de Ciencias del Premio al Mérito Estudiantil Académico y en su Mención Investigación
