Fuente NeoFronteras
Plantean que quizás con un interferómetro de átomos se pueda detectar directamente la energía oscura.
La Cosmología moderna parece ser muy oscura, pues el 73% del total de energía que contiene es energía oscura y el 23% es materia oscura. Son las observaciones cosmológicas las que nos hacen sospechar de la existencia de estas entidades, pero no tenemos pruebas directas de su existencia hasta ahora.
Hay que admitir que la detección directa de materia oscura se ha saldado hasta el momento con un sonoro fracaso, pues no se ha detectado partícula ninguna. Puede que estas partículas estén agregadas formando planetas y estrellas oscuras, puede que no interaccionen prácticamente nada con la materia ordinaria o puede que simplemente no existan.
Pero la detección directa de la energía oscura ni siquiera se ha abordado todavía, sólo tenemos observaciones de explosiones de supernova Ia para apoyar tal cosa y algunas pistas en el fondo cósmico de radiación.
Ahora, científicos del reino Unido y EEUU proponen una nueva forma de detectar el supuesto contenido oscuro del vacío (COV). Según ellos, este contenido especial se comportaría como la energía oscura a escala cosmológica. Sostienen que se podrían usar átomos ultrafríos para tal fin. La idea es usar un interferómetro de átomos de 1,5 metros de tal modo que el sector de energía oscura fuerce una diferencia de fase y que el patrón de interferencia cambie. Recordemos que según la Mecánica Cuántica toda partícula (incluso un átomo) se puede comportar como una onda y de este modo es posible desarrollar sistemas análogos a los ópticos que empleen átomos en lugar de fotones. El experimento se describe en ArXiv y esperan que se pueda realizar el experimento en 2014.
El esquema consiste en dejar caer unos átomos ultrafríos de cesio a lo largo de una cámara de 1,5 metros de largo. Un pulso láser incide sobre ese grupo de átomos haciendo que se superpongan en dos estados cuánticos. Un segundo láser ubicado en el fondo hace que se recombinen e interfieran entre sí. Entonces, la diferencia entre los dos caminos revelaría una posible diferencia entre ambos caminos que se abría acumulado durante la caída.
Planean realizar el experimento con dos interferómetros idénticos para así cancelar los efectos del campo gravitatorio terrestre. En ausencia de COV la diferencia de fase medida por ambos instrumentos debe ser la misma. En cambio, si la densidad de COV es diferente en cada interferómetro la diferencia de fase debe ser distinta. El mayor escollo a supera será la reducción de todo tipo de ruidos y vibraciones.
La idea se basa en dos supuestos. El primero es que el COV ejerce una fuerza sobre la materia y este efecto no tiene una naturaleza gravitatoria. El segundo es que el campo del COV tiene una distribución espacial no uniforme. En otras palabras los átomos en los dos interferómetros diferentes deben experimentar fuerzas diferentes que den lugar a diferencias de fase distintas y, por tanto, a patrones de interferencia distintos.
Lo malo es que este supuesto de no homogeneidad contradice el modelo de energía oscura, que dice que ésta se corresponde con la famosa constante cosmológica; esto es, el que describe la energía oscura como una propiedad del espacio vacío que es la misma en cualquier parte del Universo.
Si el experimento detectara fuerzas hasta ahora desconocidas (premio Nobel asegurado a los investigadores) sería muy difícil comparar los resultados con las medidas de energía oscura. Según uno de los investigadores implicados en su experimento se tratará de medir fluctuaciones a escala terrestre del COV, mientras que las medidas actuales de la energía oscura son a escala cosmológica.
Hay escepticismo acerca de este experimento. Según Eric Linder, de Berkeley y no implicado en el proyecto, aunque los interferómetros de átomos pueden representar un importante herramienta, no parece que puedan aclararnos el origen de la aceleración cósmica. Según Robert Caldwell, de Dartmouth College en New Hampshire y tampoco implicado, sería fantástico detectar algo, pero sería difícil vender el resultado como algo relacionado con la energía oscura.
En todo caso, a casi cualquier de nosotros nos gustaría que en los próximos años se dilucidara ya esta cuestión bajo cualquier de sus posibles soluciones y dejar de estar tan a oscuras.
Copyleft: atribuir con enlace a http://neofronteras.com/?p=3415
Fuentes y referencias:
Noticia en PhysicsWorld.
Artículo en ArXiv.
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Hay que admitir que la detección directa de materia oscura se ha saldado hasta el momento con un sonoro fracaso, pues no se ha detectado partícula ninguna. Puede que estas partículas estén agregadas formando planetas y estrellas oscuras, puede que no interaccionen prácticamente nada con la materia ordinaria o puede que simplemente no existan.
Pero la detección directa de la energía oscura ni siquiera se ha abordado todavía, sólo tenemos observaciones de explosiones de supernova Ia para apoyar tal cosa y algunas pistas en el fondo cósmico de radiación.
Ahora, científicos del reino Unido y EEUU proponen una nueva forma de detectar el supuesto contenido oscuro del vacío (COV). Según ellos, este contenido especial se comportaría como la energía oscura a escala cosmológica. Sostienen que se podrían usar átomos ultrafríos para tal fin. La idea es usar un interferómetro de átomos de 1,5 metros de tal modo que el sector de energía oscura fuerce una diferencia de fase y que el patrón de interferencia cambie. Recordemos que según la Mecánica Cuántica toda partícula (incluso un átomo) se puede comportar como una onda y de este modo es posible desarrollar sistemas análogos a los ópticos que empleen átomos en lugar de fotones. El experimento se describe en ArXiv y esperan que se pueda realizar el experimento en 2014.
El esquema consiste en dejar caer unos átomos ultrafríos de cesio a lo largo de una cámara de 1,5 metros de largo. Un pulso láser incide sobre ese grupo de átomos haciendo que se superpongan en dos estados cuánticos. Un segundo láser ubicado en el fondo hace que se recombinen e interfieran entre sí. Entonces, la diferencia entre los dos caminos revelaría una posible diferencia entre ambos caminos que se abría acumulado durante la caída.
Planean realizar el experimento con dos interferómetros idénticos para así cancelar los efectos del campo gravitatorio terrestre. En ausencia de COV la diferencia de fase medida por ambos instrumentos debe ser la misma. En cambio, si la densidad de COV es diferente en cada interferómetro la diferencia de fase debe ser distinta. El mayor escollo a supera será la reducción de todo tipo de ruidos y vibraciones.
La idea se basa en dos supuestos. El primero es que el COV ejerce una fuerza sobre la materia y este efecto no tiene una naturaleza gravitatoria. El segundo es que el campo del COV tiene una distribución espacial no uniforme. En otras palabras los átomos en los dos interferómetros diferentes deben experimentar fuerzas diferentes que den lugar a diferencias de fase distintas y, por tanto, a patrones de interferencia distintos.
Lo malo es que este supuesto de no homogeneidad contradice el modelo de energía oscura, que dice que ésta se corresponde con la famosa constante cosmológica; esto es, el que describe la energía oscura como una propiedad del espacio vacío que es la misma en cualquier parte del Universo.
Si el experimento detectara fuerzas hasta ahora desconocidas (premio Nobel asegurado a los investigadores) sería muy difícil comparar los resultados con las medidas de energía oscura. Según uno de los investigadores implicados en su experimento se tratará de medir fluctuaciones a escala terrestre del COV, mientras que las medidas actuales de la energía oscura son a escala cosmológica.
Hay escepticismo acerca de este experimento. Según Eric Linder, de Berkeley y no implicado en el proyecto, aunque los interferómetros de átomos pueden representar un importante herramienta, no parece que puedan aclararnos el origen de la aceleración cósmica. Según Robert Caldwell, de Dartmouth College en New Hampshire y tampoco implicado, sería fantástico detectar algo, pero sería difícil vender el resultado como algo relacionado con la energía oscura.
En todo caso, a casi cualquier de nosotros nos gustaría que en los próximos años se dilucidara ya esta cuestión bajo cualquier de sus posibles soluciones y dejar de estar tan a oscuras.
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Fuentes y referencias:
Noticia en PhysicsWorld.
Artículo en ArXiv.
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