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¿El espacio-tiempo está hecho de partículas?

La meta de un singular experimento en el Laboratorio del Acelerador Nacional estadounidense Fermi (Fermilab), en Illinois, es recoger datos que permitan esclarecer algunos enigmas sobre nuestro universo.

Algunos científicos, entre ellos Craig Hogan, director del Centro para la Astrofísica de Partículas en el Fermilab, piensan que lo que hace que el espacio y el tiempo sean tal como son puede estar organizado de un modo parecido a como lo está la estructura de la materia, a base de partículas subatómicas. Y en el caso del espacio, el símil que mejor definiría la organización de esta estructura sería la de un conjunto de píxeles, cada uno de los cuales sería aproximadamente 10 billones de billones de veces más pequeño que un átomo. En ese sentido, el espacio sería como un holograma inmenso.



Expresado de forma más técnica, lo que en definitiva busca el equipo de Hogan es averiguar si el espacio-tiempo es un sistema cuántico tal como lo es la materia.

Hogan lleva tiempo investigando en este campo, y los redactores de NCYT de Amazings ya hemos escrito en otras ocasiones sobre su labor, como por ejemplo en nuestro artículo (http://www.amazings.com/ciencia/noticias/020309d.html) del 2 de marzo de 2009 sobre aparentes indicios del “universo holográfico” en los datos del detector de ondas gravitatorias GEO600. El detector GEO600 está emplazado en el Centro de Ingeniería Cuántica e Investigación del Espacio-Tiempo, en Hanóver, Alemania, es parte de la iniciativa internacional LIGO Virgo, y está permitiendo a los científicos obtener pistas cada vez más sólidas sobre las ondas gravitacionales.

Operando ahora a plena potencia, la máquina preparada por el equipo de Hogan para el nuevo y largo experimento utiliza un par de interferómetros colocados uno cerca del otro. Cada uno envía un rayo láser de 1 kilovatio (equivalente a los rayos de 200.000 punteros láser) a un divisor de haz y hasta dos brazos perpendiculares de 40 metros. La luz es entonces reflejada de vuelta al divisor de haz donde los dos rayos se recombinan, creando fluctuaciones en brillo si hay movimiento. Los investigadores analizan estas fluctuaciones en la luz de retorno para ver si el divisor de haz se está moviendo sutilmente de cierta forma, siendo desplazado por una oscilación del propio espacio.

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Un sector de la máquina preparada en el Fermilab para comprobar si el espacio está hecho de “píxeles”. (Foto: Fermilab)

Se prevé que exista “ruido holográfico” en todas las frecuencias, pero el reto de los científicos es no ser engañados por otras fuentes de vibraciones. La máquina para el experimento está actuando a una frecuencia tan alta (millones de ciclos por segundo) que los movimientos de la materia normal no deberían causar problemas. El ruido de fondo dominante se debe más frecuentemente a las ondas de radio emitidas por la electrónica cercana. La máquina está diseñada para identificar y descartar el ruido de tales fuentes convencionales.

Si el equipo de Hogan y Aaron Chou, director del proyecto, encontrasen un ruido del que no pudieran librarse, podrían estar detectando algo intrínseco a la propia naturaleza del espacio-tiempo. Tal como valora Chou, un resultado positivo abrirá todo un nuevo capítulo de preguntas sobre cómo funciona el espacio.

En el equipo del experimento trabajan 21 investigadores, del Fermilab, el Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) en Cambridge, la Universidad de Chicago y la de Michigan, todas estas instituciones en Estados Unidos.


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