Home Tecnología Los físicos han logrado un nuevo récord para medir la distorsión del tiempo en un milímetro

Los físicos han logrado un nuevo récord para medir la distorsión del tiempo en un milímetro

by notiulti

Puede que un milímetro no parezca mucho. Sin embargo, incluso una pequeña distancia puede provocar un cambio en el tiempo.

Según la teoría de la gravedad de Einstein, la relatividad general, los relojes marcan más rápido cuanto más lejos están de la Tierra o de otro objeto enorme. En teoría, esto debería ser cierto incluso para pequeños cambios en la altura del reloj. Ahora, un reloj atómico excepcionalmente sensible ha detectado la aceleración en una muestra de átomos de tamaño milimétrico, lo que indica el efecto sobre una diferencia de altura menor que la observada anteriormente. Según un estudio reciente, el tiempo fluyó un poco más rápido en la parte superior de la muestra que en la parte inferior.

En el estudio, el físico Jun Ye de JILA en Boulder, Colorado, y sus colegas emplearon un reloj construido con 100.000 átomos de estroncio ultrafríos. Esos átomos estaban dispuestos en una celosía, lo que significa que se sentaron a varias alturas como si estuvieran parados en los peldaños de una escalera. Se descubrió una diferencia después de trazar cómo la frecuencia cambiaba a lo largo de ciertas alturas.

Esta diferencia fue causada por el corrimiento al rojo gravitacional, que es inducido por la influencia de la gravedad en la frecuencia de dos ondas idénticas cuando se comparan entre sí. Así que a los investigadores no les sorprendió mucho la figura, por pequeña que pareciera.

El Universo existe en una sola hoja de cuatro dimensiones formada por estas dos constantes independientes de espacio y tiempo. Cuando algo con masa cae en el espacio-tiempo, cambia de forma.

Por lo tanto, la longitud de un segundo cerca de un objeto, como la Tierra, difiere de la longitud de un segundo a distancia. Incluso cuando la deformación gravitacional es tan moderada como la de la Tierra, los cálculos son lo suficientemente precisos y probados para predecir esta diferencia en distancias extremadamente cortas.

Sin embargo, existe la posibilidad de que sean fácticamente incorrectos. La mecánica cuántica es otro campo de la física que se ha examinado rigurosamente. Una de sus ramificaciones es que limitar un tipo de medición reduce la precisión de otros atributos. Las dos disciplinas monolíticas de la física, por fiables que sean, no se llevan bien. Por un lado, el tiempo en física cuántica no es tan importante como en la relatividad general.

Fundamentalmente, la hoja sin costuras de espacio-tiempo que se curva muy suavemente para la relatividad general sería un desastre bajo un microscopio cuántico debido al problema obvio con propiedades menos específicas descritas anteriormente. Cualquiera que busque una manera de fusionar las dos ideas se enfrentaría a un dilema. Por lo tanto, necesitamos pruebas de la falla de cualquiera de las hipótesis, lo que podría implicar averiguar dónde fallan nuestras predicciones.

Hace unos años, los investigadores registraron un cambio en la frecuencia relativa de la luz emitida por átomos separados por una distancia vertical de algo más de 30 centímetros.

Los investigadores disminuyeron la densidad atómica por orden de magnitud utilizando una cavidad única para mejorar la potencia del experimento, reduciendo la altura de centímetros a unos pocos milímetros. Luego, inyectaron 100.000 átomos de estroncio en la cámara, que detuvieron eliminando la mayor cantidad de calor posible.

Luego ajustaron los efectos no gravitacionales midiendo la luz emitida desde la parte superior e inferior de la pila de átomos. Como resultado, obtuvieron un promedio que se acercaba al resultado esperado si la relatividad general fuera precisa después de 92 horas de ver el tic-tac de estos relojes en miniatura.

La diferencia entre las emisiones desplazadas al rojo gravitacionalmente fue tan pequeña que estableció un nuevo récord para el cambio menor que se puede detectar, brindándonos un indicador del proceso que fue 100 veces más preciso que cualquier cosa jamás registrada.

No es un resultado que desafíe la teoría, pero es una lección sobre cómo podemos reducir la tecnología a la escala requerida para resolver las debilidades en dos de los conceptos más fundamentales de la física.

El estudio aún no se ha enviado para revisión por pares; sin embargo, los resultados están disponibles en arXiv.

You may also like

Leave a Comment

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.