Cada año, el Premio Nobel de Física celebra algunos de los logros más importantes en nuestra comprensión del universo. Desde las partículas más diminutas hasta los fenómenos más vastos del cosmos, este galardón destaca investigaciones que han cambiado nuestra manera de ver la realidad. El Premio Nobel de Física 2025 ha sido concedido a John Clarke, Michel H. Devoret y John M. Martinis por su descubrimiento del túnel cuántico macroscópico y la cuantización de la energía en circuitos eléctricos.
Sus investigaciones han demostrado que los efectos cuánticos —normalmente observables solo en átomos o partículas subatómicas— también pueden manifestarse a escala macroscópica, en dispositivos electrónicos diseñados con precisión. Este hallazgo marcó el inicio de una nueva era en la electrónica cuántica, en la que los circuitos pueden comportarse como “átomos artificiales” y ser controlados con extraordinaria exactitud.
Los tres galardonados han desempeñado papeles complementarios en el desarrollo de los circuitos superconductores cuánticos, una de las plataformas más prometedoras para construir ordenadores cuánticos. John Clarke fue pionero en el uso de dispositivos SQUID para detectar y estudiar fenómenos cuánticos a gran escala; Michel Devoret profundizó en la teoría y la experimentación de los circuitos superconductores, demostrando la cuantización de niveles de energía; y John Martinis llevó esas ideas a la práctica, desarrollando qubits superconductores capaces de realizar operaciones cuánticas reales, utilizadas hoy en día por laboratorios y empresas tecnológicas de todo el mundo.
Este Nobel reconoce una de las transiciones más fascinantes de la física moderna: el paso de la mecánica cuántica como teoría abstracta a una tecnología tangible. Gracias a las investigaciones de Clarke, Devoret y Martinis, la frontera entre lo clásico y lo cuántico se ha vuelto más difusa, y conceptos que antes parecían puramente teóricos se han convertido en el fundamento de dispositivos que podrían transformar la computación, la metrología y la comunicación del futuro.
Hans Ellegren, Secretario General de la Real Academia Sueca de Ciencias, fue quien comenzó el anuncio de los premiados.
El efecto túnel cuántico macroscópico
El efecto túnel macroscópico (o macroscopic quantum tunneling, MQT) ocurre cuando un sistema que es claramente “grande” —es decir, que involucra muchos grados de libertad o masa colectiva significativa— exhibe un comportamiento cuántico de tipo túnel. En lugar de una sola partícula atravesando una barrera, se trata de una variable colectiva del sistema (por ejemplo, la fase del supercorriente en un circuito superconductivo) que “tunelea” de un estado metaestable a otro. Lo sorprendente es que este efecto implica que todo el sistema, con sus componentes agrupados, salta “al otro lado” de una barrera energética como si fuera una partícula única, aunque ese “salto” involucre millones o miles de millones de partículas coordinadas.
Una de las implementaciones más claras del túnel macroscópico se observa en circuitos superconductores con uniones de Josephson. En esos dispositivos, la “fase cuántica” que describe el estado colectivo de las parejas de electrones cooper (Cooper pairs) puede verse atrapada en un mínimo de energía local, y puede atravesar hacia otro mínimo independientemente de que la fuerza clásica no sea suficiente para superar la barrera. Este tipo de salto cuántico colectivo ha sido clave para la idea de “elementos cuánticos artificiales” (cúbits superconductores).
Una dificultad central con el fenómeno macroscópico es que la interacción con el entorno (vibraciones, fluctuaciones térmicas, “ruido”) tiende a “descoherenciar” el sistema y hacer que se comporte clásicamente. Es decir, mantener la coherencia cuántica colectiva es muy duro. Por esa razón, los experimentos que demuestran el túnel macroscópico deben operar a temperaturas extremadamente bajas, en condiciones muy controladas. Pero cuando esas condiciones se logran, el salto cuántico colectivo deja claro que no hay límite claro entre lo “microscópico” y lo “macroscópico” —las mismas leyes cuánticas pueden extenderse hasta objetos que normalmente consideraríamos “grandes”.
Un poco de historia: ¿qué es el Premio Nobel de Física?
El Premio Nobel de Física fue entregado por primera vez en 1901, siguiendo la voluntad del inventor sueco Alfred Nobel, quien dejó su fortuna para premiar a quienes contribuyeran “al mayor beneficio para la humanidad” en distintas áreas, incluida la física.
A lo largo de los años, este premio ha distinguido descubrimientos que han transformado la ciencia: desde la teoría cuántica hasta el descubrimiento de los púlsares, desde el láser hasta avances en óptica, materiales y física de partículas.
Algunos nombres icónicos han sido premiados, como Albert Einstein (1921), por su explicación del efecto fotoeléctrico—que fue clave para el desarrollo de la mecánica cuántica—, o Marie Curie (1903), una de las pocas personas que ha recibido dos premios Nobel, y la primera mujer en obtener el de Física.
Cómo se elige a los ganadores
El proceso de selección es riguroso y confidencial. Cada año, miles de científicos y académicos de todo el mundo son invitados a nominar candidatos. Luego, la Real Academia de las Ciencias de Suecia evalúa estas propuestas y, tras meses de deliberación, anuncia a los galardonados a comienzos de octubre.
Los descubrimientos reconocidos no suelen ser recientes; a menudo han pasado años —o incluso décadas— desde que se publicaron, ya que el comité espera a que su impacto esté claro y bien establecido.
