Nuevo experimento del Fermilab pondrá a prueba la naturaleza del Universo.
Un experimento único en el Departamento de U.S. Department of Energy’s Fermi National Accelerator Laboratory, llamado «El Holómetro» ha comenzado la recolección de datos que podrían dar respuestas a algunas interrogantes sobre nuestro universo, incluyendo si vivimos en un holograma.
Al igual que los personajes de un programa de televisión, no sabrían que existe aparentemente un mundo 3-D sólo en una pantalla de 2-D, podríamos tener idea de que nuestro espacio 3-D es sólo una ilusión. La información sobre todo nuestro universo en realidad podría estar codificada en paquetes pequeños en dos dimensiones.
Al acercarse lo suficiente a la pantalla del televisor se verán píxeles, pequeños puntos de datos que hacen que una imagen se vea perfecta si usted está parado atrás. Los científicos piensan que la información del universo puede estar contenida en la misma forma, y que el «tamaño del píxel» natural del espacio es más o menos 10 billones de billones de veces más pequeño que un átomo, una distancia que los físicos se refieren como la escala de Planck.
«Queremos saber si el espacio-tiempo es un sistema cuántico al igual que la materia lo es,» dijo Craig Hogan, director del Centro de Astrofísica de Partículas del Fermilab y el promotor de la teoría del ruido holográfico. «Si vemos o descubrimos algo, va a cambiar por completo las ideas sobre el espacio que hemos utilizado durante miles de años.»
El equipo del Holómetro consta de 21 científicos y estudiantes del Fermilab, Massachusetts Institute of Technology (MIT), la Universidad de Chicago y la Universidad de Michigan. El equipo científico incluye a Hogan y Stephan Meyer, que son ambos profesores de astronomía y astrofísica en la Universidad de Chicago.
La teoría cuántica sugiere que es imposible conocer tanto la ubicación exacta y la velocidad exacta de las partículas subatómicas. Si el espacio viene en trozos 2-D con información limitada acerca de la ubicación precisa de los objetos, a continuación, el espacio mismo caería bajo la misma teoría de la incertidumbre. De la misma manera que la materia sigue agitándose, como ondas cuánticas, incluso cuando se enfría hasta el cero absoluto, este espacio digitalizado debería haber incorporado vibraciones incluso en su estado de energía más bajo.
Esencialmente, el experimento explora los límites de la capacidad del universo para almacenar información. Si hay un número determinado de bits que indican dónde está algo, con el tiempo se convierte en imposible encontrar información más específica acerca de la ubicación – al menos en principio. El instrumento de evaluación de estos límites es el Holómetro del Fermilab, o interferómetro holográfico, el dispositivo más sensible jamás creado para medir la fluctuación cuántica del espacio mismo.
Ahora está funcionando a plena potencia, el Holómetro utiliza un par de interferómetros colocados cerca uno del otro. Cada uno envía un haz de láser de un kilovatio, el equivalente de 200.000 punteros láser, en un divisor de haz y hacia abajo dos brazos perpendiculares de 40 metros. La luz se refleja entonces de nuevo a el divisor de haz, donde los dos haces se recombinan, creando fluctuaciones en el brillo si hay movimiento. Los investigadores analizan estas fluctuaciones en la luz que vuelven para ver si el divisor de haz se mueve de cierta manera – están llevando adelante en una fluctuación del espacio mismo.
Se espera que el «ruido holográfico» esté presente en todas las frecuencias, el desafío de los científicos es no dejarse engañar por otras fuentes de vibraciones. El holómetro está probando una frecuencia tan alta de millones de ciclos por segundo – que los movimientos de la materia normal no es probable que causen problemas. Más bien, el ruido de fondo dominante es más a menudo debido a las ondas de radio emitidas por aparatos electrónicos cercanos. El experimento holómetro está diseñado para identificar y eliminar el ruido de esas fuentes convencionales.
«Si encontramos un ruido del que no podemos deshacernos, podríamos detectar algo fundamental acerca de la naturaleza – un ruido que es intrínseco al espacio-tiempo», dijo el físico del Fermilab Aaron Chou, científico principal y director del proyecto para la holómetro. «Es un momento emocionante para la física. Un resultado positivo abriría una nueva vía de cuestionamiento acerca de cómo funciona el espacio».
El experimento Holómetro, financiado por el Departamento de Energía y otras fuentes de Estados Unidos, espera recoger datos durante el próximo año. Para obtener más información sobre el experimento, visite http://holometer.fnal.gov.
El Fermilab es el laboratorio nacional principal de Estados Unidos para la física de partículas y la investigación del acelerador. Un Departamento de la Oficina de Energía del Laboratorio de Ciencias de Estados Unidos, el Fermilab se encuentra cerca de Chicago, Illinois, y es operado bajo contrato por la Alianza de Investigación Fermi, LLC, una asociación de la Asociación de Universidades de Investigación y la Universidad de Chicago. Visita la página web del Fermilab en www.fnal.gov.
