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¿Fácil detección de ondas gravitatorias?

Área: Espacio,Física — Sábado, 15 de Marzo de 2014

Proponen el uso de condensados de Bose-Einstein para detectar ondas gravitatorias. Este sistema podría ser 10.000 más sensible que LIGO y mucho más barato.

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Una de las predicciones de la Relatividad General es la existencia de ondas gravitacionales. Según esto, los fenómenos más energéticos del Cosmos, como la explosión de supernovas, la colisión de estrellas de neutrones o el mismo Big Bang deben de producir ondas gravitacionales.
Estas ondas serían deformaciones del propio espacio que se propagarían a la velocidad de la luz. Pero incluso para esos fenómenos tan poderosos, las ondas gravitatorias generadas son muy débiles cuando alcanzan la Tierra.
La única pista experimental que sugiere la existencia de estas ondas es el caso de los púlsares dobles. Según los datos y los cálculos realizados, la pérdida de energía en esos sistemas encaja muy bien con la emisión de ondas gravitatorias.
Este fenómeno de las ondas gravitatorias es uno de los descubrimientos más perseguidos por los científicos y garantizaría el premio Nobel de Física. Pero los esfuerzos para su detección han resultado infructuosos hasta el momento.
La gran esperanza está depositada en LIGO, un sistema interferométrico en forma de L y de cuatro kilómetros de longitud situado en dos localizaciones de EEUU. Se supone que si una onda de este tipo cruza estos dispositivos entonces acortará y alargará el espacio entre los extremos de los brazos y el haz láser que rebota varias veces en su interior interferiría consigo mismo de distinta manera, desvelando así el evento. Pero, hasta ahora, no se han detectado ninguna de estas ondas. Entre 2002 y 2010 no se detectó ningún evento de este tipo con los dos dispositivos de LIGO.
Ahora, este proyecto científico se encuentra en una fase de actualización y se espera construir otro interferómetro similar en otra parte del globo para así poder determinar la localización de la fuente que produzca las ondas. Naturalmente, hubiera sido estupendo que explotara una supernova en nuestra galaxia y haber detectado las ondas gravitatorias producidas, pero la probabilidad de tal evento es muy baja, casi imposible que se dé en un periodo de 8 años.
Desde hace un tiempo se especula si habrá otros métodos mejores para detectar estas ondas. Ahora, Carlos Sabín, David Edward Bruschi, Mehdi Ahmadi e Ivette Fuentes proponen el uso de condensados de Bose-Einstein en un experimento de sobremesa que se podría realizar en un laboratorio de Física ligeramente sofisticado. Además, el coste de este experimento sería muy inferior a la construcción de un LIGO.
Los condensados de Bose-Einstein consisten en un conjunto de partículas o átomos con spin entero. Si la temperatura es muy baja, cerca del cero absoluto, estas partículas ocupan el mismo estado cuántico y el conjunto se comparta como si fuera una sola partícula. Para conseguir esto se usan trampas magnéticas y ópticas mantenidas con haces láser.
El grupo de Ivette Fuentes ha propuesto que las ondas gravitacionales que crucen uno de estos condensados introducirían vibraciones en forma de fonones (quasipartíclas de ondas de sonido) que serían detectables.
Las ondas gravitatorias distorsionarían el espacio en el que se encuentra el condensado y esto produciría una creación de partículas fonónicas por resonancia según el efecto Casimir dinámico.
La amplitud de la onda gravitatoria incidente sería estimada gracias a la aplicación de técnicas de metrología cuántica relativista recientemente desarrolladas.
Lo mejor es que todo el asunto estaría, aunque no trivialmente, al alcance experimental con la actual tecnología y que sería 10.000 veces más sensible que el LIGO.
En las conclusiones de su artículo los autores sugieren además que este tipo de experimentos permitirían explorar regímenes en donde se solapan la Relatividad General y la Mecánica Cuántica, además de poder extender este tipo de técnicas a la exploración de otros espacio-tiempos, incluidos los de métricas expansivas.

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Fuentes y referencias:
Artículo original.

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2 Comentarios

  1. Radek:

    No quisiera estar en los zapatos del científico que tiene que pedir los fondos para la construcción del otro LIGO…

  2. lluís:

    Estas dichosas ondas gravitatorias son muy escurridizas,será por su debilidad,claro, pero con la RG en la mano parece tan claro que deben andar por ahí que uno tiene la sensación de que deberían ser cazadas de una vez por todas. Lo que aquí se propone parece bastante inteligente, al menos lo encuentro muy interesante, y además la guinda del pastel que supone esa posibilidad de explorar regímenes en los que se solapen la RG y la MC. ¿Podría conducir esto a una pista sobre la gravedad cuántica?.

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