Físicos demuestran que el mundo cuántico no afecta a la gravedad

Física, Mundo Cuántico y Futuro

Por Sophimania Redacción
21 de Julio de 2016 a las 10:29
Compartir Twittear Compartir
Físicos demuestran que el mundo cuántico no afecta a la gravedad
La Teoría del Todo tendrá que esperar. Imagen: Daily Galaxy

La gravedad gobierna casi todo lo que podemos ver en el Universo, mantiene a los planetas orbitando alrededor de estrellas, las estrellas alrededor de los agujeros negros, y, a nosotros sobre la Tierra. Pero mientras que todos los objetos masivos en el Universo tienen una influencia sobre la gravedad, los investigadores han fallado en demostrar una conexión entre la gravedad y la mecánica cuántica.

En física, hay básicamente dos teorías para explicar el Universo: La física clásica, que abarca todo el trabajo realizado antes del siglo 20, y describe el comportamiento de prácticamente todo lo que se puede ver, planetas, estrellas, seres humanos, etc. Y la mecánica cuántica, que trata de explicar el extraño comportamiento de las partículas más pequeñas en el Universo, tales como los fotones, electrones y el bosón.

Pero los físicos realmente quieren unificar estas dos teorías para crear una "Teoría del Todo" que pueda explicar el universo en su totalidad, tanto el observable como el microscópico, todo ello con un pequeño conjunto de ecuaciones.

Y en un último estudio, un equipo de científicos chinos de la Universidad Huazhong de Ciencia y Tecnología en Wuhan utiliza una nueva técnica para buscar cualquier tipo de conexión entre la gravedad y el espín cuántico, lo que sería evidencia de que la física clásica y la física cuántica están conectadas.

De acuerdo con la relatividad general (la teoría que define la física clásica) la influencia de la gravedad es idéntica para todos los objetos. Esto se conoce como el principio de equivalencia, y significa que gracias a la gravedad, los objetos con exactamente la misma masa seguirán trayectorias idénticas si están en caída libre dentro de un vacío.

Pero los científicos formulan la hipótesis de que, si hay algún tipo de relación entre la física clásica y la mecánica cuántica, entonces, en algún nivel pequeño, al menos, la gravedad debería actuar de forma ligeramente diferente dependiendo del espín cuántico de un objeto.

El espín cuántico es el momento angular intrínseco que describe lo que un electrón o un átomo está haciendo, y, si lo podemos encontrar ejerciendo una influencia en la gravedad, entonces sería muy prometedor para la perspectiva de una teoría unificada en el futuro.

Los investigadores han intentado, sin éxito, buscar esta influencia cuántica de la gravedad en el pasado, pero en este último experimento, el equipo chino intentar recrear el famoso experimento de caída libre de Galileo en la Torre de Pisa, solo que a una escala muy pequeña.

Los científicos tomaron dos átomos de rubidio con espines opuestos, los enfriaron a unas pocas millonésimas de grado por encima del cero absoluto, y los pusieron en un tubo de vacío. A continuación, los empujaron con un rayo láser desde abajo, lo que les impulsó hacia arriba en el tubo y una vez que comenzaron a caer, se creó una "fuente" de los átomos.

Usando una técnica llamada interferometría atómica, la cual explota la naturaleza ondulatoria de los átomos para controlar su movimiento a un increíble detalle, los investigadores midieron exactamente la rapidez con la que los átomos estaban cayendo.

Encontraron que, a pesar de tener espines opuestos, la aceleración de caída libre de los dos átomos coincidieron dentro del rango de 1 en 10 millones, lo que quiere decir que eran idénticos. Y sugiere que la gravedad no se ve afectada por los espines cuánticos, lo cual es problemático para una teoría unificada.

Sin embargo este estudio demuestra que no había efecto sobre la gravedad que pudiera ser medida, no que no exista per sé. Y como la historia ha demostrado, los científicos están constantemente mejorando en la medición de las cosas. Así que es posible que un nuevo estudio se lleve a cabo en el futuro. Si alguien nota un cambio en el comportamiento de la gravedad, podríamos estar un paso más cerca de una teoría del todo.

 

FUENTES: SCIENCEALERT, ARSTECHNICA


#gravedad #mecánica cuántica #spin
Compartir Twittear Compartir