La idea de que las constantes fundamentales en realidad no permanecen constantes en el espacio y el tiempo ha sobrevolado durante mucho tiempo la mente de los físicos. Pero observando cómo una galaxia distante absorbe la luz de un quásar, unos investigadores en Australia han obtenido unos nuevos límites de cuánto cambia con el tiempo una constante fundamental – la razón entre la masa del protón y el electrón. Su resultado, que es diez veces más preciso que las medidas anteriores, da el visto bueno a nuestra actual comprensión de la física (Phys. Rev. Lett. 98 240801).
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| ¿Las constantes son constantes? |
Las constantes fundamentales están muy bien ajustadas para nuestra existencia – si la fuerza nuclear fuerte fuese sólo un 1% más fuerte de lo que es, por ejemplo, el carbono no podría ser generado en las estrellas, y nosotros no estaríamos aquí. Esta es una razón por la que muchos físicos están deseosos de comprobar si ciertas constantes fundamentales han cambiado a lo largo de la historia del universo.
Una de tales constantes fundamentales es la razón de las masas del protón y el electrón, µ. Tradicionalmente se había medido analizando datos de un telescopio terrestre que apuntaba a un quásar – una compacto pero muy brillante núcleo de una joven galaxia que sirve como “faro” en el espacio distante. El espectro de luz de los quásars cubre un amplio rango de longitudes de onda, pero algunas de estas longitudes de onda pueden ser absorbidas por moléculas en galaxias más antiguas conforme la luz viaja por el cosmos. Estas longitudes de onda, llamadas líneas de absorción, corresponden a las moléculas que “saltan” a niveles de energía giratorios o vibratorios superiores y que están gobernados por µ.
Debido a que la luz de los quásars puede necesitar miles de millones de años para llegar a la Tierra, el valor de µ medido para estas fuentes distantes puede comprarse con el valor de µ medido en un experimento de laboratorio para ver si la constante ha cambiado a lo largo del tiempo. Pero ahora Victor Flambaum y Michael Kozlov de la Universidad de Nueva Gales del Sur en Australia han hecho esta técnica más precisa incorporando un análisis de un “espectro de inversión”, lo que se produce cuando los átomos de las moléculas absorben luz y pasan por un túnel mecánico cuántico a un nivel de energía más alto. Debido a que la probabilidad del túnel es más dependiente de µ que las líneas de absorción en el espectro giratorio, permite que cualquier variación en µ sea calculada con mayor precisión.
Flambaum y Kozlov tomaron datos existentes del radio telescopio Effelsberg en Alemania de luz procedente de un quásar en la galaxia B0218+357, a 6,5 mil millones de años de la Tierra, y examinaron tanto el espectro de inversión como el espectro de absorción giratorio en moléculas de amoniaco y otras moléculas como el monóxido de carbono. Entonces compararon los espectros de los experimentos de laboratorio actuales. Hallaron que µ no podía haber decrecido más de 4 × 10-16 por año, y no podía haber incrementado más de 2 × 10-16 por año –una estimación diez veces más precisa que las mejores anteriores.
El año pasado, un grupo liderado por Wim Ubachs de la Universidad VU en Amsterdam, Países Bajos, encontró usando la técnica antigua que µ podría estar decrementándose con el tiempo. Si es cierto, esto significaría que las teorías físicas más fundamentales, tales como la Teoría de la Relatividad de Einstein, tendrían que ser reconsideradas. Flambaum dijo a Physics Web, sin embargo, que sus resultados más precisos muestran que es improbable que µ haya cambiado, por lo que nuestro actual conocimiento de la física está a salvo. Además, añadió que si se recopilan más datos su técnica de análisis debería permitir a los teórico determinar las variaciones de µ incluso con mayor precisión.
Autor: Jon Cartwright
Fecha Original: 21 de junio de 2007
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