GRAVEDAD CUÁNTICA Un experimento de óptica para sondear la escala de Planck 28/03/2012  Una de las consecuencias de las teorías de gravedad cuántica es la existencia de una longitud mínima más allá de la cual el concepto de posición no se encontraría bien definido. Probablemente, el argumento más general para llegar a semejante conclusión sea aquel que se basa en el hecho de que para resolver distancias cada vez más pequeñas es necesario emplear energías cada vez mayores. En consecuencia, llegará un momento en que la energía requerida será tan elevada que bastará para formar un pequeño agujero negro: un objeto que no permite definir ninguna posición más allá de su horizonte de sucesos. Este razonamiento no es el único: algunos modelos de gravedad cuántica, por ejemplo, postulan un espaciotiempo fundamentalmente discreto a escalas diminutas, si bien ello rompe la simetría de Lorentz y predice violaciones de la teoría de la relatividad.Sea como fuere, la escala a la que los físicos esperan que desaparezca la noción (fundamental u operacional) de distancia es, por regla general, la longitud de Planck: unos 10-35 metros. Esta distancia es la única que puede derivarse a partir de las constantes fundamentales de la naturaleza y, a falta de otros ingredientes (teoría de cuerdas o dimensiones extra, por ejemplo), constituye la única escala natural a la que cabe pronosticar efectos cuánticos de la gravedad. El problema reside en que su valor resulta del todo inalcanzable para los experimentos de altas energías. Por poner un ejemplo, el LHC del CERN solo podrá resolver, como mucho, distancias unos 10.000 billones (1016) de veces mayores que la longitud de Planck. Un artículo publicado la semana pasada en la edición en línea de la revista Nature Physicsafirma haber encontrado una manera de sortear el problema. En él, físicos de la Universidad de Viena y el Colegio Imperial de Londres proponen un experimento de interferometría que, según ellos, debería permitir sondear la escala de Planck y que, además, juzgan realizable con los medios técnicos actuales. 
Δx Δp > h lo que, al menos en principio, permite medir la posición de un objeto con una precisión arbitrariamente elevada, pues basta para ello con renunciar a conocer su momento. En particular, la relación anterior permite medir la posición de un objeto con una precisión mayor que la dada por la longitud de Planck. Por tanto, uno esperaría términos adicionales en el lado derecho de la desigualdad que fuesen proporcionales a Δp y que impidiesen que Δx pudiese tomar valores arbitrariamente bajos. Los físicos teóricos han considerado en el pasado varios correcciones posibles para ajustar la relación original de Heisenberg. En su artículo, los autores consideran con detalle tres de ellas.
Si las correcciones en la relación de incertidumbre fuesen proporcionales a la longitud de Planck, ¿serían esos cambios de fase lo suficientemente grandes como para poder detectarlos? Según los autores, sí. Dichos cambios de fase resultan ser proporcionales a la intensidad del pulso, lo que permitiría amplificarlos si se empleasen pulsos intensos. En particular, el número de fotones del pulso debería ser mucho mayor que el número de fonones en el oscilador, lo que podría conseguirse realizando el experimento a bajas temperaturas, entre otros requisitos. Por último, los investigadores aseguran que se trata de un montaje robusto con respecto a las varias fuentes posibles de ruido experimental. En definitiva, solo falta que alguien se ponga manos a la obra. Artículo técnico en Nature Physics. |