Cómo construir un detector de energía oscura

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WiggleZ

Todas las pruebas de la energía oscura han llegado procedentes de la observación de galaxias lejanas. Ahora los físicos han descubierto cómo observarla en el laboratorio.

La idea de la energía oscura es peculiar, incluso para los estándares cosmológicos.

Los cosmólogos nos han endilgado la idea de explicar la aparente expansión acelerada del universo. Dicen que esta aceleración está provocada por una energía que llena el espacio a una densidad de 10-10 joules por metro cúbico.

Lo extraño de esta idea es que conforme se expande el espacio, también lo hace la cantidad de energía. Si ya has observado el fallo de este argumento, no estás solo. Olvidarse de la Ley de Conservación de la Energía no es un descuido cualquiera.

Lo que necesitamos es otra forma de estudiar la energía oscura, idealmente en un laboratorio de la Tierra. Hoy, Martin Perl de la Universidad de Stanford y Holger Mueller en la Universidad de California en Berkeley, sugieren justo ese experimento.

La densidad de la energía oscura podría parecer muy pequeña, pero Perl y Mueller señalan que los físicos miden rutinariamente campos con densidades de energía mucho menores. Por ejemplo, un campo eléctrico de 1 voltio por metro tiene una densidad de energía de 10-12 joules por metro cúbico. Esto es fácil de medir en la Tierra.

Por supuesto, hay importantes diferencias entre un campo eléctrico y el campo de la energía oscura que hacen complejas las medidas. Y no la menor, es que no puedes apagar la energía oscura. Otra es que no hay una referencia conocida contra la que realizar la medida.

Esto deja la posibilidad de un gradiente en el campo de energía oscura. Si existe tal gradiente, entonces debería ser posible medir su efecto y la mejor forma de hacerlo es con interferometría atómica, dicen Perl y Mueller.

La interfeometría atómica mide los cambios de fase provocados por la diferencia en dos trayectorias de un átomo en el espacio. Por lo que si existe un gradiente en este campo, debería ser posible observarlo cancelando los efectos del resto de fuerzas. Perl y Mueller sugieren apantallar las fuerzas electromagnéticas con escudos convencionales y usar dos interferómetros atómicos para cancelar el efecto de las fuerzas gravitatorias.

Esto debería permitir medidas con una precisión sin precedentes. Los experimentos con un único interferómetro atómico ya han medido el tirón gravitatorio de la Tierra con una precisión de 10-9. La técnica del doble interferómetro debería incrementar esto al menos hasta 10-17.

Éste es un experimento realmente apasionante que parece estar al alcance de la tecnología actual.

Hay dos contratiempos en la idea de Perl y Mueller. El primero es que la naturaleza de la energía oscura es completamente desconocida. Si existe y si hay un grandiente, no tiene por qué ser cierto que la energía oscura ejerza una fuerza sobre los átomos. Esto los dejaría con la interminable tarea de colocar unos límites cada vez más estrechos al tamaño de la inexistente fuerza.

El segundo es que alguna otra fuerza desconocida meta su cabeza en este régimen y arruine las medidas. De ser así, es difícil imaginar que Perl y Mueller se disgusten mucho. Este es el tipo de descubrimiento que pondría una sonrisa en la cara de un físico.


Artículo de referencia: arxiv.org/abs/1001.4061: Exploring The Possibility Of Detecting Dark Energy In A Terrestrial Experiment Using Atom Interferometry

Fecha Original: 26 de enero de 2010
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