Las dimensiones fractales deberían modificar el Efecto Casimir

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Artículo publicado el 28 de junio de 2011 en The Physics ArXiv Blog

Los efectos de las dimensiones fractales podrían algún día observarse si las medidas del efecto Casimir se hacen lo bastante sensibles, de acuerdo con un físico teórico.

En la década de 1920, Theodor Kaluza y Oskar Klein desarrollaron la idea de unificar la teoría del electromagnetismo de Maxwell y la teoría de la relatividad de Einstein.

Fractal © por greyloch


Ésta fue una hazaña impresionante, pero tenía un pequeño obstáculo: En el modelo de Kaluza-Klein, el universo tenía 5 dimensiones.

Kaluza y Klein, sin embargo, ni se inmutaron. Sugirieron que la quinta dimensión espacial sólo existía en la escala de Planck, a distancias del orden de 10-35 metros.

De hecho, las imaginaron como enrolladas sobre sí mismas. Por lo que si fuese posible atravesar el espacio a esta escala, cualquier viajero en la quinta dimensión terminaría constantemente en el punto donde empezó.

Desde entonces, numerosos físicos han usado una aproximación similar para explicar por qué no vemos las dimensiones extra que predicen sus teorías.

Una idea más reciente es que la dimensión extra puede aparecer y desaparecer, como otros objetos cuánticos a esta escala. Y si sucede esto, la dimensión extra sólo existiría parcialmente. Los físicos describen estas dimensiones como fractales – a mitad de camino entre un entero y el siguiente.

Siendo tan pequeñas, poco se puede hacer para confirmar o refutar la idea de dimensiones fractales. Al menos eso es lo que los físicos pensaban hasta hace poco.

Hoy, sin embargo, Hongbo Cheng de la Universidad del Este de China de Ciencia y Tecnología en Shanghái dice que puede ser posible observar la diferencia.

Ha calculado cómo las dimensiones fractales extra influirían en el Efecto Casimir. Ésta es la misteriosa fuerza que empuja a dos placas conductoras paralelas a unirse cuando están a una minúscula separación.

El efecto está provocado por la ingente cantidad de partículas que aparecen y desaparecen a la escala de Planck. Estas partículas tienen una longitud de onda asociada. Si el hueco entre las placas es menor que la longitud de onda, entonces la partícula no encaja en el hueco y es excluida. Cuando sucede esto, el exceso de partículas fuera de las placas tiende a empujarlas entre sí.

Cheng dice que si la distancia entre las placas es aproximadamente la misma que la escala de cualquier dimensión extra, entonces esto debe tener un efecto también sobre la fuerza de Casimir. De hecho, dice que esta fuerza sería mayor si la dimensión extra es integral en lugar de fractal, pero la naturaleza exacta de la diferencia es sensible al grado fractal.

La cuestión, por supuesto es su la diferencia puede medirse de manera inequívoca. Si se puede, podríamos tener una prueba bastante interesante sobre la naturaleza del espacio-tiempo.

Pero no te entusiasmes demasiado. Las medidas del Efecto Casimir son famosas por su dificultad. La fuerza de Casimir es tan minúscula, que no se midió hasta 1997.

E incluso ahora, los físicos a menudo no está de acuerdo sobre la dirección que tomaría esta fuerza en una configuración experimental dada, mucho menos su magnitud. Incluso Cheng no hace apuestas sobre cuantificar el tamaño de esta nueva fuerza.

Un experimento interesante, pero claramente, uno que se encontrará con dificultades cuando, si es que alguna vez, sea factible.


Artículo de referencia: arxiv.org/abs/1106.4610: The Casimir Effect For Parallel Plates In The Spacetime With A Fractal Extra Compactified Dimension
Fecha Original: 28 de junio de 2011
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