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El sorprendente experimento cuántico que logró crear “algo de la nada”

Los hallazgos confirman que sí pueden surgir elementos desde el vacío cuántico, un terreno oscuro e impredecible aún poco explorado por la ciencia.

Un fotón es una partícula elemental que porta las manifestaciones de radiación electromagnética. Foto: referencial / Nicolle R. Fuller / NSF
Un fotón es una partícula elemental que porta las manifestaciones de radiación electromagnética. Foto: referencial / Nicolle R. Fuller / NSF
Ciencia LR

Hui Wang y Miles Blencowe, investigadores del Departamento de Física y Astronomía en Dartmouth College (Estados Unidos), lograron producir fotones, partículas elementales que componen la luz, mediante un experimento dentro del vacío cuántico. El artículo de acceso abierto se puede leer en la revista Communicationes Physics.

“En esencia, hemos producido algo de la nada; la idea de eso es genial”, declaró Miles Blencowe, profesor distinguido de Física de Eleanor y A. Kelvin Smith e investigador principal del estudio, en un comunicado de Dartmouth.

Esta investigación ha descubierto un proceso para detectar luz en frecuencia de microondas, no visible al ojo humano. En los terrenos de la enigmática física cuántica, los fotones aparecen y desaparecen aleatoriamente, por lo que explicar su estado concreto siempre ha sido el mayor desafío para los científicos, pero ahora parecen haber subido el primer peldaño hacia una solución.

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En teoría, según el manuscrito, la aceleración de las membranas de un diamante con “imperfecciones a base de nitrógeno” suspendidas en una caja de metal súper fría que emula al vacío pueden generar y detectar fotones.

“En esencia, todo lo que necesitas hacer es agitar algo (de forma) suficientemente violenta como para producir fotones entrelazados”, recalcó Hui Wang.

Blencowe, por su lado, buscará darle una mayor visibilidad a este experimento con el objetivo que se replique y se sumen esfuerzos. “Parte de la responsabilidad, y la alegría de ser teóricos como nosotros, es dar a conocer ideas”, dijo en el comunicado.

Hui Wang y Miles Blencowe describiendo su experimento. Foto: Robert Gill / Dartmouth College

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Investigadores del Institute of Quantum Electronics, Suiza, en abril de 2019, ya habían adoptado como objeto de estudio al vacío cuántico. Aquel texto se encuentra disponible en la revista Nature.

“El vacío no es realmente vacío, al menos no de acuerdo con las leyes de la física cuántica. El vacío, en el que clásicamente se supone que hay literalmente ‘nada’, está repleto de las llamadas fluctuaciones del vacío, según la mecánica cuántica”, detalló Ileana-Cristina Benea-Chelmus del laboratorio de Faists.

La radiación de Hawking

La realización de este experimento podría apuntar a tener otras implicancias: empezar a ver con otros ojos a la denominada radiación de Hawking, una predicción del científico británico.

En ella, el cosmólogo de Oxford propuso que los agujeros negros también expulsan pares de partículas espontáneas (pierden materia) de su horizonte de sucesos, la zona donde ni siquiera la luz puede evadir el poder gravitacional de estos objetos cósmicos.

El agujero negro se oculta en una nube de gas a medida que se alimenta de la materia. Foto: AFP.

En otras palabras, un par de esas partículas entrarían por un lado de los agujeros negros, mientras del otro, escaparían.

Sin embargo, no hay labor experimental que respalde estas posturas de quien fue uno de los científicos más influyentes de todos los tiempos, Stephen Hawking.