Columnas
La idea de pasar a través de un obstáculo sólido ha fascinado siempre al ser humano. Este anhelo se refleja en la literatura fantástica: Alicia atraviesa un espejo o Harry Potter y sus jóvenes amigos cruzan el muro del andén 9 y 3/4.
Fantasías aparte, en nuestro entorno cotidiano es bien sabido que resulta imposible atravesar las paredes que separan dos zonas. Sin embargo, en los albores de la mecánica cuántica se predijo que, en el ámbito atómico y subatómico, una partícula puede “atravesar una barrera energética” (algo imposible, según la física clásica). Este fenómeno se conoce como efecto túnel cuántico y permite explicar la desintegración radiactiva, en la que partículas atrapadas en el núcleo atómico logran escapar gracias al efecto túnel, o la fusión nuclear, como la que tiene lugar en el corazón de las estrellas, donde los protones superan su repulsión eléctrica y se unen para formar núcleos de helio, liberando una gran cantidad de energía, la cual mantiene activo al Sol y, por ende, sustenta la vida en la Tierra.
Gerd Binnig y Heinrich Rohrer recibieron en 1986 una parte del Premio Nobel de Física por el desarrollo del microscopio de efecto túnel. Este dispositivo consiste en una punta conductora que puede desplazarse separada a cierta distancia sobre una superficie y, debido al túnel cuántico, los electrones atraviesan la región que separa ambos medios. La corriente generada por estos electrones proporciona información a una escala nanométrica sobre la naturaleza y disposición de los átomos en las superficies de los materiales; por decirlo en lenguaje cotidiano, es como si se estuvieran visualizando los átomos.
La posibilidad de efecto túnel cuántico afectando a variables macroscópicas fue propuesta a finales de la década de 1980 por Anthony Leggett, quien recibió el Premio Nobel de Física en 2003 por otras contribuciones. En esa época, John Clarke, Michel Devoret y John Martinis diseñaron un ingenioso circuito eléctrico, formado por una unión Josephson, donde dos superconductores están separados por una fina capa aislante. En un entorno ultrafrío, miles de millones de electrones se comportan como “una partícula colectiva” (un todo coherente) capaz de atravesar la barrera energética de la capa aislante. La Real Academia Sueca de las Ciencias ha concedido a Clarke, Devoret y Martinis el Premio Nobel de Física en 2025 por su descubrimiento del efecto túnel cuántico macroscópico y la cuantización de la energía en un circuito eléctrico (¡que cabe en la palma de la mano!).
Este descubrimiento en física básica tiene enormes implicaciones prácticas, pues abre nuevas oportunidades para el desarrollo de los ordenadores cuánticos o de dispositivos cuánticos ultrasensibles.