El túnel cuántico que hizo ganar a tres científicos el Nobel de Física 2025: los descubrimientos desafían las leyes clásicas

Este 7 de octubre, la Real Academia de las Ciencias de Suecia otorgó el Premio Nobel de Física a los científicos John Clarke, Michel H. Devoret y John M. Martinis “por el descubrimiento de la tunelización mecánica cuántica macroscópica y la cuantificación de la energía en un circuito eléctrico”. No solo recibieron un reconocimiento, sino también un monto de 11 millones de coronas suecas, equivalentes a más de 4.000 millones de pesos colombianos, que se repartirán equitativamente entre los galardonados.

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The Royal Swedish Academy of Sciences has decided to award the 2025 #NobelPrize in Physics to John Clarke, Michel H. Devoret and John M. Martinis “for the discovery of macroscopic quantum mechanical tunnelling and energy quantisation in an electric circuit.” pic.twitter.com/XkDUKWbHpz

— The Nobel Prize (@NobelPrize) October 7, 2025

La tunelización mecánica cuántica macroscópica

Los ganadores del Premio Nobel de Física de este año realizaron, en 1984 y 1985, experimentos con un circuito eléctrico en el que demostraron el efecto túnel mecanocuántico y los niveles de energía cuantizados en un sistema lo suficientemente grande como para sostenerlo en la mano, según explicó la Real Academia de las Ciencias de Suecia. Estos conceptos se estudian en la rama de la física llamada mecánica cuántica, la ciencia que analiza el comportamiento de la materia y la luz a escala atómica y subatómica, como átomos, electrones y moléculas.

El efecto túnel, según se explica en un artículo de National Geographic, es un fenómeno que permite a las partículas “saltar” o “atravesar” barreras sin necesidad de tener la energía suficiente para hacerlo. De acuerdo con las leyes clásicas, estas barreras deberían ser insuperables. Es algo complejo, por ello, en la siguiente imagen se muestra un ejemplo ilustrativo. 

Si lanza una pelota contra una pared, se espera que rebote. Sin embargo, si la pelota apareciera de repente al otro lado de la pared, sería algo sorprendente e imposible. En mecánica cuántica, esto puede pasar.

Aunque se creía que, cuando intervienen grandes cantidades de partículas, los efectos de la mecánica cuántica suelen volverse insignificantes, los experimentos de los galardonados demostraron que las propiedades cuánticas pueden evidenciarse a escala macroscópica. Así, resolvieron uno de los grandes cuestionamientos en la física: ¿cuál es el tamaño máximo de un sistema que puede demostrar efectos mecanocuánticos?

“Es maravilloso celebrar cómo la mecánica cuántica, con un siglo de antigüedad, ofrece continuamente nuevas sorpresas. Además, es enormemente útil, ya que es la base de toda la tecnología digital”, afirmó Olle Eriksson, presidente del Comité Nobel de Física.

Según la Real Academia, el Premio Nobel de Física de este año aporta oportunidades para desarrollar la próxima generación de tecnología cuántica, incluyendo la criptografía cuántica, las computadoras cuánticas y los sensores cuánticos.

¿Cómo fueron los experimentos?

John Clarke, Michel H. Devoret y John M. Martinis realizaron una serie de experimentos con un circuito electrónico construido con superconductores, materiales capaces de conducir corriente sin resistencia eléctrica (como el aluminio y el mercurio).

En el circuito, los superconductores estaban separados por una fina capa de material no conductor, lo que conforma un dispositivo llamado unión Josephson. Los científicos, al medir las diversas propiedades de su circuito, controlaron y exploraron los fenómenos que surgían al pasar una corriente a través de él.

“En conjunto, las partículas cargadas que se movían a través del superconductor formaban un sistema que se comportaba como si fueran una sola partícula que llenaba todo el circuito”, explicó la Real Academia.

En un principio, este sistema macroscópico se encuentra en un estado en el que la corriente fluye sin voltaje, gracias al material superconductor. En este estado se mantiene “atrapado” en una especie de “barrera”. Con el experimento, el sistema logra escapar del estado de voltaje cero mediante un efecto túnel: al cambiar de estado, el fenómeno se detecta por la aparición de un voltaje, lo que demuestra su carácter cuántico.

“Los galardonados también pudieron demostrar que el sistema se comporta tal como lo predice la mecánica cuántica: está cuantizado, lo que significa que solo absorbe o emite cantidades específicas de energía”, añadió la Real Academia. 

Esto quiere decir que un sistema mecánico cuántico “tras una barrera” puede tener cantidades variables de energía, pero solo puede absorber o emitir cantidades específicas de esta. En cuanto a la tunelización, esta se produce con mayor facilidad a un nivel de energía más alto que a uno más bajo, por tanto, estadísticamente, un sistema con más energía está “atrapado” durante menos tiempo que uno con menos energía.