Un paso cuántico para la corriente eléctrica ✎ exprés

Original: "Synchronization of Bloch Oscillations in array of parallel Josephson Junctions"
arXiv:2605.24522 · 2026-05-23 · arXiv non-exclusive · análisis propio · 2 min
Científicos lograron que 69 contactos superconductores débilmente acoplados emitieran corriente en porciones estrictas, como gotas de un cuentagotas.

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En un sistema de fontanería, a veces el agua no fluye como un chorro continuo, sino en porciones idénticas y separadas, como si el grifo se abriera y cerrara dejando pasar exactamente una gota cada vez. Algo parecido le ocurre a la corriente eléctrica en los contactos superconductores llamados uniones de Josephson. En ellos, los electrones se mueven en pares y, bajo ciertas condiciones, la corriente no aumenta de forma suave, sino a saltos, en escalones.

Los autores del trabajo montaron una cadena de 69 de estos contactos conectados en paralelo. Los irradiaron con microondas de 19,325 mil millones de oscilaciones por segundo (19,325 GHz). Como resultado, en la curva corriente-voltaje apareció el primer escalón: la corriente se fijó en 426 milmillonésimas de amperio (426 nA). Es como si funcionaran muchos minúsculos pistones: actúan al unísono y expulsan porciones de líquido exactamente iguales. Cuantos más pistones, mayor es el flujo total, pero cada porción permanece invariable.

Una unión de Josephson consiste en dos superconductores separados por una capa finísima de aislante. A través de este «sándwich», los electrones pasan por efecto túnel, como fantasmas que atraviesan una pared, sin encontrar resistencia.

Es importante que la precisión de la cuantización no disminuyó al aumentar el número de contactos. Antes, para obtener una corriente apreciable había que conectar muchas uniones, pero se acumulaban errores. Aquí, las 69 funcionaron como una orquesta bien afinada. Esto resuelve el problema de la magnitud de la corriente para un patrón cuántico práctico: una especie de regla con la que se contrastan todos los amperímetros del mundo.

En el «triángulo de unidades eléctricas» ya existen patrones cuánticos para el voltio (basado en el efecto Josephson) y para el ohmio (basado en el efecto Hall cuántico). El patrón del amperio basado en la cuantización de la corriente es el último elemento que falta.

Por ahora, la precisión alcanzada no es suficiente para los estándares metrológicos. Pero el simple hecho de que múltiples uniones trabajen sincrónicamente en el régimen de deslizamiento cuántico de fase es un paso serio. En el futuro, este conjunto podría convertirse en el corazón de un nuevo patrón, donde la corriente se mida no por el calentamiento de un cable o la fuerza de un imán, sino por las constantes fundamentales de la naturaleza. Y entonces la analogía de la fontanería cobrará realidad: la corriente eléctrica se medirá contando porciones iguales de carga, como gotas de un grifo.

El valor de 426 nA parece diminuto, pero es decenas de veces mayor que lo que se lograba obtener en una sola unión en la cuantización de corriente.

Científicos
Leo EsakiKlaus von KlitzingLev LandauPaul DiracEmilio Gino SegrèPeter Higgs
Conceptos
sincronización cuántica corriente de Josephson sincronización corriente eléctrica límite cuántico estándar raíz hertz