Francis en Luciérnagas: Premio Nobel de Física 2025 al efecto túnel cuántico macroscópico

Por Francisco R. Villatoro, el 9 diciembre, 2025. Categoría(s): Ciencia • Colaboración externa • Física • Historia • Noticias • Personajes • Physics • Recomendación • Science ✎ 4

He participado en el episodio «EL EFECTO TÚNEL QUÁNTICO MACROSCÓPICO EN LOS NÓBEL DE FISICA 2025», 29 oct 2025 [iVoox], del programa de radio Luciérnagas@Luciernagas_20, presentado por Dante Cáceres. Como en los últimos años colaboro comentando el Premio Nobel de Física de 2025 al efecto túnel macroscópico. Te recuerdo que este podcast de divulgación científica se emite todos los martes a las 22:15 horas (hora de Madrid) en el canal de Radio Santa María de Toledo, de la Radiotelevisión Diocesana.

John Clarke (83 años), de la Universidad de California en Berkeley, California, EEUU, Michel H. Devoret (72 años), de la Universidad de Yale, New Haven, Connecticut, EEUU y de la Universidad de California en Santa Barbara, California, EEUU, y John M. Martinis (67 años), de la Universidad de California en Santa Bárbara, California, EEUU, logran el ansiado galardón por descubrir el efecto túnel cuántico macroscópico y la cuantización de la energía en un circuito eléctrico. Realizaron experimentos en circuitos eléctricos superconductores en los que observaron el efecto túnel usando los niveles de energía cuantizados. Las uniones (o diodos) Josephson están formadas por dos superconductores separadas por un aislante. El aislante actúa como barrera de potencial que los pares de Cooper en los superconductores pueden atravesar. Cuando se aplica un voltaje cero en la unión se observa la aparición de un pequeño voltaje debido al efecto túnel de los pares de Cooper; además, dicho dispositivo está cuantizado, presentando niveles discretos de energía.  Este avance está en el germen de los cúbits superconductores, una tecnología cuántica ya consolidada, que se podría decir que recibe el más alto galarcón; además, el avance también ha permitido el desarrollo de otras tecnologías cuánticas (en especial, avances en metrología cuántica).

El anuncio oficial del Nobel en YouTubeNota de Prensa [pdf], Información Divulgativa [pdf], y Descripción Avanzada [pdf]. Recomiendo leer a Elizabeth Gibney, Davide Castelvecchi, «Groundbreaking quantum-tunnelling experiments win physics Nobel,» News, Nature, 07 Oct 2025; Science News Staff, «Physics Nobel awarded for macro demonstration of quantum effects,» Science Inside, 07 Oct 2025; «Nobel de Física 2025 a los descubridores del efecto túnel macroscópico que abre la puerta a la computación cuántica», elDiario.es, 07 oct 2025; Daniel Mediavilla, «Premio Nobel de Física para John Clarke, Michel Devoret y John Martinis por revelar la física cuántica en acción,» El País, 07 oct 2025; entre muchas otras.

Los artículos premiados son los siguientes: M. H. DevoretJ. M. Martinis, D. Esteve, J. M. Clarke, “Resonant Activation from the Zero-Voltage State of a Current-Biased Josephson Junction,” Physical Review Letters 53: 1260-1263 (1984), doi: https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.53.1260 [PDF]; J. M. MartinisM. H. DevoretJ. Clarke, “Energy-Level Quantization in the ZeroVoltage State of a Current-Biased Josephson Junction,” Physical Review Letters 55: 1543-1546 (1985), doi: https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.55.1543 [PDF]; M. H. DevoretJ. M. MartinisJ. Clarke, “Measurement of Macroscopic Quantum Tunneling out of a Zero-Voltage State of a Current-Biased Josephson Junction,” Physical Review Letters 55: 1908-1911 (1985), doi: https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.55.1908 [PDF]. También se cita a J. Clarke, A. N. Cleland, M. H. Devoret, D. Esteve, J. M. Martinis, “Quantum Mechanics of a Macroscopic Variable: The Phase Difference of a Josephson Junction,” Science 239: 992-997 (1988), doi: https://doi.org/10.1126/science.239.4843.99  [PDF]. Recomiendo leer la tesis doctoral de J. M. Martinis, “Macroscopic quantum tunneling and energy-level quantization in the zero voltage state of the current-biased Josephson junction,» University of California, Berkeley (1985) [PDF ProQuest].

Ir a descargar el episodio en iVoox.



4 Comentarios

  1. Hola Francis, te hago una consulta. Según tu opinión, desde la perspectiva de la física moderna, ¿cuál es la realidad ontológica fundamental? ¿Podemos decir que existe un consenso en torno al OSR?

    Es decir, una estructura cuya dinámica está dada por el campo cuántico y cuyas restricciones vienen impuestas por las simetrías U(1)×SU(2)×SU(3). En este marco, lo ontológicamente fundamental no sería ni el campo considerado de forma aislada, ni la simetría por sí sola, ni los observables tomados independientemente.
    La ontología residiría, más bien, en una estructura físicamente realizada que integra grados de libertad, campos, restricciones invariantes, simetrías y relaciones dinámicas y leyes, a partir de las cuales emergen los fenómenos observables.

    1. Julian, en el paradigma actual de la física (vigente desde los 1970) la realidad física está formada por un espaciotiempo clásico dinámico con 3+1 dimensiones, y una serie de 118 campos cuánticos (los únicos observados a día de hoy) cuyas excitaciones son partículas. Esta realidad física es lo que un filósofo realista (OSR) llamaría «realidad ontológica fundamental». Como es obvio, no sabemos qué relación hay entre la realidad física y la realidad (a secas).

      El modelo estándar solo describe los campos cuánticos; no disponemos de una teoría cuántica de la gravitación que describa la naturaleza cuántica del espaciotiempo, que está más allá del modelo estándar. Tampoco conocemos la naturaleza cuántica de dos fenómenos cosmológicos, la materia oscura y la energía oscura; el consenso es que son resultado de nuevos campos cuánticos (de tanto sus estados de tipo partícula como de sus estados de tipo vacío).

      Por supuesto, las relaciones ontológicas entre los objetos ónticos del paradigma actual es provisional, como toda la ciencia. Quizás dentro de unos siglos se desvele una realidad física subyacente a la que describe el paradigma actual.

  2. Francis la IA me respondió esto cuando le consulté sobre la creación de antimateria con láseres : «La opción de producir antimateria con *láseres ultraintensos* es una de las más futuristas y prometedoras. Se basa en la idea de que si concentras suficiente energía en un punto muy pequeño (usando pulsos láser de altísima intensidad), puedes literalmente “extraer” pares partícula-antipartícula del vacío cuántico. Esto se conoce como el *proceso de Breit-Wheeler* o creación de pares por fotones.
    La idea es:
    – Dos fotones gamma de altísima energía chocan → crean un par electrón-positrón.
    – En el laboratorio, eso se intenta emulando con láseres que generan esos fotones gamma al interactuar con blancos densos.
    Ya se han hecho experimentos preliminares (como en el laboratorio ELI o en SLAC) y se ha logrado observar la creación de antimateria en cantidades muy pequeñas .
    Lo de extraer energía del vacío cuántico ya es un invento de la IA o apunta a una línea de investigación que podría dar frutos en un futuro lejano? . Un abrazo grande desde Chile y que pases unas muy buenas fiestas .

    1. Nahuel, extraer energía del vacío es imposible (no solo viola las leyes de la termodinámica, sino también todas las leyes de la física). El proceso es muy ineficiente; para demostrar la producción de pares electrón-positrón (≈ 1 MeV ≈ 0.16 pJ) mediante láseres se ha propuesto el uso de láseres más allá de la escala de los PW (petavatios), que producen pulsos de cientos de julios con una duración de decenas de femtosegundos; nota la diferencia de escala, para producir 0.16 billonésimas de julio necesitas malgastar cientos de julio. Producir energía de esta forma es imposible. Aunque malgastar energía para observar el efecto Breit–Wheeler no lineal merezca la pena a nivel de ciencia básica.

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