NeoFronteras

Uno de los detectores del LHC en construcción. Foto: CERN.

Durante décadas los científicos han criticado la teoría de supercuerdas porque no hacía predicciones que pudieran ser corroboradas en un experimento presente o futuro.
Esta teoría pretende unificar todas las fuerzas fundamentales a costa de introducir una escenario multidimensional (con 10 u 11 dimensiones) en el cual todas las dimensiones, salvo las habituales, estarían compactificadas.
Ahora investigadores de University of California, San Diego, Carnegie Mellon University, y University of Texas han desarrollado una prueba que permitirá ver si esta teoría va por el buen camino. La prueba está descrita en un artículo del pasado día 26 de enero en Physical Review Letters L.
Este test consistiría en medidas de cómo unas partículas de alta energía se dispersarían en una colisión típica. Además, según los expertos, el regimen de observación de estas colisiones se podría alcanzar en el LHC (Large Hadron Collider), el colisionador que está a punto de entrar en funcionamiento en el CERN. (leer más…)

Según un experimento reciente las dimensiones ocultas del espacio, que algunas teorías propugnan, deben de tener un efecto gravitatorio con un alcance menor que la mitad del grosor de un cabello humano.
No es nada fácil medir la gravedad. La ley de la gravedad del inverso del cuadrado de la distancia se ha comprobado para distancias macroscópicas o incluso para el sistema solar. Sin embargo, hasta el momento había pocos experimentos que la comprobaran a distancias cortas.
Las teorías de cuerdas proponen dimensiones compactas y ocultas muy pequeñas que harían que la gravedad fuese distinta a escalas pequeñas, y esto se traduciría en un tirón más fuerte que el predicho por la teoría estándar.
Hay otra teoría que propone la existencia de una dimensión temporal extra en la cual los gravitones se moverían libremente, mientras que las partículas habituales (de las que estamos hechos) estarían confinadas en el tiempo normal produciéndose. En este caso se produciría un debilitamiento de la gravedad a distancias pequeñas. (leer más…)

El interferómetro. (M. Kasevich).

De todas las fuerzas de la física probablemente la fuerza de la gravedad sea la que sentimos más presente. Sin embargo, es una fuerza muy débil y ni siquiera todo un planeta es suficiente para contrarrestar la atracción electrostática que un papelito siente por un trozo de ámbar cargado eléctricamente. Esto se debe a que la constante G que determina la intensidad de esta fuerza es muy pequeña, concretamente G = (6,6742 ± 0,0010) x 10^-11 N m² kg^-2.
El valor de G o constante de gravitación universal se conoce con muy mala precisión. Ahora una técnica basada en la mecánica cuántica pretende conocer esta constante con mayor precisión, y de paso quizás saber algo más sobre la naturaleza de la fuerza gravitatoria y del propio espacio.
El problema es que al ser G tan débil se necesitan grandes masas que ejerzan una fuerza lo suficientemente intensa como para que actuando sobre una balanza de torsión se pueda medir algo.
Mark Kasevich de Stanford University (Palo Alto, California) y sus colaboradores han usado una técnica mecánico cuántica basada en la interferometría atómica para medir G. (leer más…)

Se ha conseguido observar por primera vez la desintegración radiativa del neutrón.
Dentro de los núcleos de los átomos hay neutrones y protones. En condiciones normales y mientras que están ahí los neutrones son estables. Sin embargo los neutrones libres son inestables, tienen una vida media de unos 10 minutos, y se desintegran produciendo un protón un electrón y un antineutrino. Pero los físicos nucleares teóricos predijeron que una de cada mil veces los neutrones decaerían en todas esas partículas y además en un fotón.
Ahora, y por primera vez, se ha podido observar esta desintegración o «decaimiento radiativo». El descubrimiento ha sido reportado en Nature (diciembre 21) por un equipo de investigadores norteamericanos y británicos. (leer más…)

ZIP, núcleo central del detector de las supuestas wimps. Foto: Berkeley University.

Hay más materia oscura que ordinaria. Las galaxias, estrellas, planetas y nosotros mismos estamos hechos de materia ordinaria que sólo representa un 4% de la composición Universo. Podemos inferir que hay una materia que no emite luz, no bloque la luz y que, sin embargo, produce una atracción gravitacional que podemos medir observando galaxias lejanas. No tenemos ni idea sobre la naturaleza de esta materia oscura.
La materia oscura podría estar constituida por agujeros negros, por axiones, por neutrinos… Uno de los candidatos a materia oscura sería partículas elementales denominadas WIMPS (Weakly Interacting Massive Particles) o partículas débilmente interactúantes. Estarían aquí desde el Big Bang y no las veríamos porque interaccionarían muy poco con la materia ordinaria, cosa que incluye a nuestros instrumentos estándar. (leer más…)

Interpretación artística de la red de entrelazamiento entre átomos de cesio y un haz de luz. Foto: Mette Host, Instituto Niels Bohr.

Consiguen transferir un estado cuántico de un haz de luz a un objeto material macroscópico. Esta es la primera vez que se consigue el teletransporte cuántico entre un medio «móvil» como es un haz de luz y un medio «estacionario» macroscópico hecho de átomos. Este teletransporte podría servir como sistema de comunicación a distancia entre procesadores en una hipotética red cuántica de computación.
Desde que Charles Bennet y su equipo propusieran por primera vez en 1993 el teletransporte cuántico (quizás un término poco afortunado, a veces se utiliza el verbo «teleportar» en lugar de «teletransportar») los entusiastas de la ciencia ficción se han frustrado con este tipo de experimentos porque obviamente no pueden teletransportar a Spock (hable vasco o vulcaniano) a la superficie de un extraño planeta. Se han tenido que conformar, por ejemplo, con el teletransporte del estado cuántico de un átomo a distancia. Y es que obviamente no es lo mismo. Podemos por tanto definir este tipo de teletransporte como la transferencia completa del estado de un sistema cuántico de un lugar a otro, pero no de los objetos mismos. (leer más…)

Imagen de microscopio electrónico de barrido del resonador nanomecánico. Foto: Cornell U.

Un nuevo dispositivo comprueba el principio de incertidumbre de Heisenberg hasta un nivel sin precedentes y marca una nueva frontera de tamaño entre el mundo cuántico y clásico.
En el mundo ultramicroscópico los átomos, moléculas y partículas subatómicas se comportan de manera extraña bajo las leyes contraintuitivas de la mecánica cuántica. No obedecen las leyes newtonianas clásicas que controlan el mundo que vemos directamente con los ojos o ni siquiera el de las células, bacterias o partículas de polvo. En ese mundo no se puede conocer todo, es un mundo probabilístico, y hay raros efectos de acción a distancia. Incluso el acto de medición, que colapsa la función de ondas, no se sabe interpretar o se interpreta de múltiples maneras.
No sabemos qué fenómeno o proceso divide ambos mundos o, ni siquiera, hasta donde se puede empujar dicha frontera desde el mundo cuántico hacia el nuestro (clásico y macroscópico), pues la frontera no esta clara, si es que realmente existe. Saber a qué distancia acaba lo cuántico y empieza lo clásico es una meta que siempre se ha perseguido desde que se introdujo esta disciplina en la Física Moderna. Lamentablemente mantener la coherencia cuántica de un sistema es más complicado cuanto más grande es éste, siendo muy dificil ver fenómenos cuánticos de objetos mayores que una molécula. (leer más…)