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» Misioneslider
Fecha: 07/10/2025 18:27
Premio Nobel de Física: rompecabezas cuántico para armar Si hay alguna remota manera de, al menos como un intento, ponerse en los zapatos del francés Michel H. Devoret, el británico John Clarke y el estadounidense John M. Martinis, los tres laureados con el Premio Nobel a la Física, sin dudas es respirar hondo, relajar la imaginación y dejarse llevar cinco minutos por una explicación reduccionista pero accesible de qué es la mecánica cuántica y qué significa eso tan críptico por lo que los galardonaron este martes: el llamado «efecto túnel cuántico macroscópico” y la llamada “cuantización de la energía en un circuito eléctrico”. Una analogía, para arrancar. Por el conocimiento popular, la escuela, las películas o la experiencia cotidiana, uno más o menos es capaz de imaginar qué le pasará (o le podría pasar) a un churrasco si lo calienta mucho y, después, muchísimo. También, si lo tira abajo de un camión y lo pisa furiosamente, o si lo arroja a lo bestia hacia el techo. Porque, como señalaba uno de los laureados este martes, las nuevas computadoras y teléfonos celulares dependen en buena medida de las investigaciones que estos tres galardonados hicieron en los 80, aportes cruciales a una disciplina que tiene un siglo, de vida, desde que el danés Niels Bohr avanzó en la comprensión de eso que entonces y ahora sigue sonando nuevo, raro y casi imposible: la mecánica cuántica. En busca de un ancla para la física cuántica Cambiemos el churrasco por partículas elementales. Átomos, por ejemplo, cuya experimentación científica fue la que a lo largo del último siglo permitió entender que eran necesarias nuevas leyes (justamente, las de la cuántica) para explicar acabadamente su comportamiento. Porque, como dijo Lombardo en la entrevista, “los modelos clásicos que hace 100 años intentaron explicar el átomo, terminaron colapsando”. O sea, fallando. “Hasta que apareció Bohr para decir que la energía del átomo está cuantizada”, sumó. Este un punto sideral y para entenderlo hay-que-abrir-la-cabeza. Porque, contra lo que sabemos de la realidad que nos rodea, a los átomos les pasa otra cosa: “Su energía no tiene un valor continuo de 0 a 100, por ejemplo, como podría ocurrir con la temperatura de una habitación, que puede estar a 10 grados o a 20, y que para pasar de una temperatura a otra, necesariamente atraviesa los números intermedios. Los átomos no se comportan así. Un átomo puede tener un valor, pero luego no pasa a otro estadío continuo. Por eso se dice que su energía no es continua sino discreta. ¡Entender esto fue un golpe al sentido común!” Los tres físicos laureados con el Premio Nobel 2025 Según Lombardo, una vez que los físicos entendieron estas nuevas reglas, en cierto momento se hicieron una pregunta fundamental, y acá entran nuestros Nobel de Física: “Era claro que podías agarrar un sistema equis y cortarlo en pedacitos cada vez más chicos, hasta achicarlo todo lo posible, y estudiar su comportamiento cuántico. Pero, ¿se podría ver ese mismo comportamiento al revés? O sea, ¿sería posible que un sistema grande también respondiera a las leyes de la cuántica?» Los físicos siempre buscan desarrollar teorías abstractas que expliquen fenómenos de la naturaleza. Para eso hacen todo tipo de experimentos. El desafío del nuevo trío de físicos Nobel fue justamente ver si lo mismo que se había probado sobre el comportamiento de «un» átomo o electrón podía escalarse a «conjuntos» de átomos o electrones. O sea, si la observación microscópica podía replicarse macroscópicamente. El túnel macroscópico y los circuitos superconductores Un esfuerzo más. Los circuitos eléctricos que usamos todos los días son semiconductores: pierden energía en el camino (por lo que se llama disipación), y por eso las cosas con algún tipo de consumo energético tienden a calentarse. Pero, bajo las condiciones del mundo cuántico (sea para estos experimentos como para toda la tecnología que se intenta impulsar hoy, con computadoras de rendimiento astronómicamente superior o sistemas de telecomunicaciones que facilitarán y mejorarán todos los procesos en el futuro), los circuitos que se usan son superconductores. Los circuitos superconductores sólo funcionan bajo las premisas de la cuántica. Y prácticamente no pierden energía en el camino, por lo que casi no se calientan, algo que sabe cualquiera que tenga un celular en la mano prendido hace mil horas y cuya temperatura es normal. Aunque no son sistemas cuánticos, las plaquetas cada vez más chiquitas en esos dispositivos microelectrónicos empiezan de a poco a manotear e incorporar procesos de la mecánica cuántica, contó el investigador. “Lo que hicieron los premiados fue en los 80 hacer experimentos utilizando circuitos superconductores que -utilizando una temperatura extremadamente baja, que es una de las condiciones en este terreno- lograron simular el comportamiento de la mecánica cuántica a nivel macroscópico”, explicó. En el anuncio de Premio Nobel, se habló del “efecto túnel”. Es la cualidad ya comentada arriba: esa por la que los electrones fluyendo por esos circuitos superconductores pueden atravesar barreras (como si tomaran túneles mágicos). O sea, la capacidad de la materia de ondular, siempre que las condiciones cuánticas no tengan interferencia de otros sistemas. Y, desde ya, como se dijo, la relación entre la corriente y el voltaje de las partículas en ese sistema macroscópico, no será lineal, como en la electricidad común y corriente. Será una relación discreta, según las leyes de la mecánica cuántica. “Lograron armar una arquitectura sólida y prominente, que es la que abrió la puerta a armar las computadoras cuánticas que están en desarrollo hoy”, explicó Lombardo, y, concluyó: “La gente suele creer que lo grande es explicado por la física clásica y lo chico, por la física cuántica, pero estos científicos de la ciencia básica se hicieron una pregunta clave. ¿Dónde está la barrera entre lo chico y lo grande? Era necesario responderlo”. En resumen, el trabajo de los tres físicos premiados con el Nobel de Física en 2025 ha permitido llevar la mecánica cuántica de la escala microscópica a la macroscópica, abriendo nuevas puertas a la tecnología cuántica y demostrando que las leyes cuánticas pueden aplicarse a sistemas a gran escala, como los circuitos superconductores. Este avance representa un hito en la comprensión de la naturaleza a nivel cuántico y promete revolucionar la forma en que concebimos la física y la tecnología en el futuro.
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