¿Cómo construir un detector de energía oscura?

Publicado el Martes, 26 de enero de 2010 por MiGUi en Física
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Antes de pararte a leer esta entrada, te recomiendo que si no tienes una idea sobre lo que es la energía oscura o la confundes con la materia oscura, sería bueno leer estas dos entradas previas: Materia y Energía Oscura Parte I y Parte II. Si ya lo sabes, podemos continuar.

Toda la evidencia que tenemos acerca de la energía oscura proviene de la observación de las galaxias distantes. Ahora los físicos han averiguado cómo observarlo en el laboratorio.

La noción de energía oscura es peculiar, incluso en los estándares cosmológicos.

Los cosmólogos han inventado este concepto para explicar la aparente expansión acelerada del Universo. Dicen que esta aceleración es causada por la energía que llena el espacio a una densidad de 10^{-10} J/m^{3}.

Lo extraño de dicha idea es que a medida que el espacio se expande, la cantidad de energía hace lo propio. Si ya te has percatado del punto débil de este argumento, que sepas que no estás solo. Olvidar la ley de la conservación de la energía no es un pequeño descuido.

Lo que necesitamos es otra manera de estudiar la energía oscura y lo ideal sería hacerlo en un laboratorio en la Tierra. Hoy, Martin Perl de la Stanford University y Holger Mueller en la cercana University of California, Berkeley, han propuesto un tipo de experimento.

La energía oscura puede parecer algo pequeño pero Perl y Mueller afirman que los físicos están acostumbrados a medir campos con densidades de energía mucho menores. Por ejemplo el campo eléctrico de 1 voltio por metro tiene una densidad de energía de 10^{-13} J/m^{3}. Y es fácil medirlo en la Tierra.

Por supuesto existen algunas diferencias notables entre el campo eléctrico y el campo de energía oscura que hacen que tomar medidas sea complicado. Sin obviar que no podemos “apagar” la energía oscura. Otra razón es que no hay una referencia conocida contra la que medir.

Quedaría la posibilidad de un gradiente del campo de energía oscura. Si existe tal gradiente, entonces cabe la posibilidad de medir su efecto y la mejor manera de hacerlo es con interferometría atómica, dicen Perl y Mueller.

La interferometría atómica mide el cambio de fase producido por la diferencia entre dos trayectorias seguidas por un átomo en el espacio. Por tanto si el gradiente de este campo existe debería ser posible observarlo cancelando los efectos de todas las demás fuerzas. Perl y Mueller sugieren que apantallando los efectos de las fuerzas electromagnéticas con protecciones convencionales y utilizando dos interferómetros atómicos para cancelar los efectos de las fuerzas gravitatorias.

Esto debería permitirnos medidas con una precisión sin precedentes. Experimentos con un sólo interferómetro atómico han medido el campo gravitatorio de la Tierra con precisión del orden de 10^{-9}. La técnica del doble interferómetro debería incrementarla hasta 10^{-17}.

Se trata de un experimento muy interesante que sería pionero en la tecnología actual.

Hay dos pequeños problemas potenciales en la proposición de Perl y Mueller. El primero es debido a que desconocemos por completo la naturaleza de la energía oscura. Si existe y hay un gradiente, esto no implica necesariamente que la energía oscura vaya a ejercer una fuerza sobre los átomos, después de todo. Lo cual llevaría a la tarea sin fin de intentar alcanzar límites cada vez más pequeños sobre la magnitud de una fuerza inexistente.

El segundo es que algunas de las otras fuerzas desconocidas podrían ocultar o hacer desaparecer las mediciones. Si esto ocurriera, la cosa se pondría muy fea para Perl y Mueller. Es la clase de descubrimiento que no pone una sonrisa en la cara de un físico.

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

Este artículo es una traducción libre de “How to build a dark energy detector” publicado en Technology Review.

Trackbacks/Pingbacks a esta entrada:
  1. martin jaramillo dice:

    -Para poder resolver adecuadamente el enigma de la materia oscura, tenemos que aceptar que el interior de las estrellas es un agujero negro, donde reside la materia faltante e invisible que hace falta para explicar las altas velocidades orbitales.
    - Si las estrellas son las fábricas de los elementos tienen que almacenarlos hasta su posterior liberación al explotar como supernovas.
    - Las estrellas no pueden ser sólo plasma o esferas de hidrógeno.
    -Los agujeros negros no son eternos.
    - Las estrellas tampoco son eternas.
    -Todos los cuerpos celestes se reciclan.
    -Todos los agujeros negros explotan.
    -Las explosiones cósmicas hacen parte del proceso cíclico normal del reciclaje energético: la gravedad concentra masa y las explosiones y colisiones la dispersan e impulsan los movimientos inerciales y orbitales.
    -Las explosiones de rayos gama son también consecuencia de las explosiones de agujeros negros, ya sean solos, como centros galácticos, como núcleos estelares o como grandes atractores de grupos de galaxias.
    - Los agujeros negros son de forma esférica y su horizonte de sucesos también es esférico.
    Los núcleos de las estrellas son agujeros negros.
    La capa externa, incandescente y visible de las estrellas está por fuera del horizonte de sucesos.
    Las manchas solares muestran ocasionalmente el agujero negro en el interior del sol, a través de los espacios donde no hay actividad nuclear.
    La información que tenemos sobre las estrellas es solamente sobre sus partes externas, o sea de las que están por fuera del horizonte de sucesos y de su interior no sale ninguna información y es allí donde reside la mayor parte de la materia oscura. Por eso se ha creído erróneamente que las estrellas son gaseosas.

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