Un grupo de investigadores italianos proponen construir un sistema en Gran Sasso para medir el efecto Lense–Thirring con un precisión del 1%.
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La Relatividad General tiene ya 100 años de existencia y algunas de sus predicciones se resisten a su comprobación directa. Una de las principales son las ondas gravitatorias, que, si todo va bien, se podrán medir dentro de poco gracias a las mejoras realizadas en LIGO.
Pero hay otros efectos que el público en general suele desconocer. Uno de ellos es el efecto Lense–Thirring, que fue predicho en 1918. Se produce en el espacio que rodea a una gran masa que gira. Básicamente, el cuerpo masivo arrastra el espacio que le rodea en su giro retorciéndolo de una manera similar a la de un remolino. Pero es un efecto minúsculo en los cuerpos a los que tenemos acceso, como en la Tierra. Incluso usando todo un planeta comola Tierra, el efecto es tan pequeño que no es nada fácil medirlo.
El efecto Lense–Thirring ya fue medido por el satélite LAGEOS con una precisión de un 10%. Ahora se propone un sistema para poder medir este efecto con una precisión del 1% en Gran Sasso.
Como ya todos sabemos, en el laboratorio situado en Gran Sasso generalmente se trata de detectar partículas de materia oscura, gracias al aislamiento que proporciona a sus 1400 metros de profundidad. Por esta razón, unos investigadores dirigidos por Angela Di Virgilio (Instituto Nacional para la Física Nuclear en Italia) proponen aprovechar estas circunstancias para esta nueva tarea: el experimento GINGER (Gyroscopes in General Relativity).
El experimento consistiría en un sistema giroscópico por láser en el que un haz láser se divide y se envía en direcciones opuestas alrededor de un bucle cuadrado fijo y estable gracias a espejos de muy alta calidad. El haz láser que viaje a favor del sentido de rotación terrestre verá un camino ligeramente más largo y esto tendrá su efecto sobre al patrón de interferencia. Además, se puede jugar con distintas frecuencias.
La Tierra rota a 10-5 radianes por segundo, lo que produce un efecto Lense–Thirring de sólo 10-14 radianes por segundo. Es decir, se tratará de buscar variaciones de una parte en mil millones. Una meta nada fácil de conseguir.
En este caso se usarán 4 brazos de 6 metros para formar un interferómetro cuadrado. La ubicación de Gran Sasso ayudará a que el experimento esté a salvo del viento, de la lluvia y de otras fuentes de “ruido” ambientales. El mejor giróscopo de este tipo actualmente en funcionamiento en Wettzell (Alemania) vio rebaja su sensibilidad en un factor 10 por culpa de los movimientos de la corteza terrestre.
En un principio se instaló en Gran Sasso un modelo más pequeño (GINGERino, ver foto de cabecera) para comprobar que el sitio reunía las condiciones necesarias. Dos conjuntos de datos fueron tomados en primavera y otoño del año pasado que indicaron que la estabilidad que proporciona el lugar es buena [1]. Una mejora en los espejos y una la instalación del instrumental dentro de una cámara de presión del aire controlada mejorarán el sistema.
Se espera que GINGER tome los datos en 2019, pero tendrá que competir con el satélite LARES (Laser Relativity Satellite) de la agencia italiana del espacio.
Sin embargo, expertos como Clifford Will (University of Florida) dudan que GINGER llegue a observa el efecto Lense–Thirring independientemente de lo estable que sea por la dificultad de alcanzar semejante metrología en todos los aspectos del experimento.
Copyleft: atribuir con enlace a http://neofronteras.com/?p=4856 [2]
Fuentes y referencias:
Noticia en Physicsworld. [3]
Foto: GINGER Collaboration.