El salto cuántico que llevó al Nobel: la historia detrás de la tunelización mecánica macroscópica

Disponible en:Medellín14 oct. 2025

Agencia de Noticias UPB - Medellín. La ciencia hace parte de la construcción del todo: de lo visible y tangible, pero también de aquello que desde la percepción humana resulta imposible de observar a simple vista. Bajo esta premisa hacer ciencia implica darle sentido a lo inexplicable para responder a las preguntas que, por décadas, han inquietado a la humanidad.

 
Niklas Elmehed. © Divulgación del Premio Nobel

Niklas Elmehed. © Divulgación del Premio Nobel

Este año, el Premio Nobel de Física 2025 fue otorgado a John Clarke, Michel H. Devoret y John M. Martinis por el descubrimiento de la tunelización mecánica cuántica macroscópica en un circuito eléctrico y la respectiva cuantización de la energía.

La física cuántica estudia el comportamiento de la materia y la energía a escalas atómicas y subatómicas. Aunque suene a un concepto propio de laboratorio, tiene una enorme relevancia en la vida cotidiana. Teléfonos celulares, computadoras, láseres, sistemas GPS o dispositivos médicos como la resonancia magnética, entre otros, son ejemplos de tecnologías donde la física cuántica está presente.

 
Nobel Física
En palabras de Freddy Rafel Pérez, docente del Centro de Ciencia Básica de la Universidad Pontificia Bolivariana: “Las personas viven gracias a la mecánica cuántica, ya que los procesos a nivel celular ocurren entre átomos y moléculas, y su explicación solo es posible desde la mecánica cuántica. Sin ella, no podríamos entender cómo un átomo se une con otro para formar la molécula más simple”. Un recordatorio de que, detrás de cada hallazgo científico, hay un paso más hacia la comprensión del todo.
Desde hace 40 años, los investigadores John Clarke, Michel H. Devoret y John M. Martinis comenzaron a experimentar con un circuito electrónico construido con superconductores, materiales capaces de conducir corriente sin resistencia eléctrica, es decir, sin oposición al paso de la corriente.

Los galardonados lograron demostrar efectos mecánicos cuánticos en un circuito eléctrico (chip) con dimensiones tan grandes que puede sostenerse en la palma de la mano.

En palabras más sencillas, el sistema estaba “atrapado” sin voltaje, pero gracias a un fenómeno cuántico, el efecto túnel, logra escapar de ese estado. Ese salto se hace visible con la aparición de un voltaje, una señal clara de que el sistema cambió de estado. En su experimento demostraron que el sistema se comporta exactamente como predice la mecánica cuántica: no intercambia energía de forma continua, sino en porciones discretas que se conocen como cuantos. Es decir, solo puede absorber o emitir cantidades definidas de energía, lo que demuestra que está cuantizado.

Este avance, que ya forma parte de la historia de la ciencia, representa un paso clave en el desarrollo de nuevas tecnologías. Freddy Pérez explica esta investigación como una oportunidad para dar paso a la invención de nuevas técnicas, “abrió la posibilidad de construir computadoras cuánticas basadas en la superconductividad. Mientras los computadores clásicos operan con bits, que solo pueden tener valores de 0 o 1, la computación cuántica utiliza cúbits, que pueden representar simultáneamente cualquier valor entre 0 y 1”, comentó.

El progreso de proyectos orientados a la física cuántica implica una transformación profunda en la forma en que hoy entendemos la tecnología, y con ello, la posibilidad de responder a nuevas preguntas planteadas por la ciencia. Este descubrimiento brinda oportunidades inéditas de creación y experimentación para la próxima generación de tecnología cuántica.

Todo avance científico y tecnológico que permita a su vez, progresos en temas como la metrología cuántica, la computación cuántica, el sensado cuántico, la encriptación cuántica o el internet cuántico, se convierte en un desarrollo de gran impacto”, afirmó Pérez.

El descubrimiento de la tunelización mecánica cuántica macroscópica no solo resuelve preguntas fundamentales sobre la naturaleza de la materia, sino que plantea nuevos desafíos para la ciencia y la ingeniería del futuro. Un hallazgo que promete redefinir los límites de la computación, la comunicación y la medición en el siglo XXI.

 

Por: Catherin Ramírez López - Agencia de Noticias UPB - Medellín. 

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