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domingo, 3 de octubre de 2010

Medir los Efectos de la Gravedad a Distancias Cortísimas

27 de Septiembre de 2010. Foto: K. Talbott/NISTUn nuevo experimento propuesto por físicos en el Instituto Nacional estadounidense de Estándares y Tecnología (NIST) podría hacer posible que los científicos comprobasen con una precisión sin precedentes los efectos de la gravedad a muy cortas distancias, en una escala espacial en la que podrían detectarse nuevos y exóticos detalles del comportamiento de ésta.
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De las cuatro fuerzas fundamentales que gobiernan las interacciones en el universo, la gravedad puede resultarnos la más familiar, pero irónicamente es la menos comprendida por los físicos. A pesar de que la influencia de la gravedad sobre cuerpos separados por distancias astronómicas está bien estudiada, apenas ha sido comprobada a escalas muy pequeñas, en el orden de las millonésimas de metro, un ámbito en el que a menudo predominan las fuerzas electromagnéticas. Esta ausencia de datos ha generado años de debate científico.
Hay muchas teorías distintas sobre si la gravedad se comporta de modo distinto a distancias tan cortas. Pero resulta bastante difícil acercar tanto a dos objetos y medir con la precisión necesaria el movimiento de uno respecto al otro.

Tratando de superar este problema, el equipo del físico Andrew Geraci del NIST ha diseñado un experimento en el cual se suspendería una pequeña cuenta de cristal en una "botella" láser, permitiéndola moverse de un lado a otro dentro de la botella. Como habría muy poca fricción, el movimiento de la cuenta sería extremadamente sensible a las fuerzas que la rodeasen, incluyendo la fuerza de gravedad ejercida por un objeto pesado situado en las cercanías.

Según el equipo de investigación, el experimento propuesto permitiría comprobar los efectos de la gravedad sobre partículas separadas por una milésima parte del grosor de un cabello humano, lo cual podría finalmente posibilitar que se comprobara la ley de Newton con una sensibilidad 100.000 veces mejor que con los experimentos realizados hasta ahora.

Información adicional en:

jueves, 1 de abril de 2010

La gravedad surge a partir de la información cuántica

Einstein

El papel que desempeña la información cuántica en la gravedad fija el guión para una dramática unificación de las ideas de la física.

Una de las ideas recientes más candentes en la física es que la gravedad es un fenómeno emergente; que de alguna forma surge a partir de complejas interacciones entre cosas más simples.

Hace unos meses, Erik Verlinde de la Universidad de Amsterdam presentó una de tales ideas que ha revolucionado el mundo de la física. Verlinde sugirió que la gravedad era simplemente una manifestación de la entropía del universo. Su idea estaba basada en la segunda ley de la termodinámica, que la entropía siempre se incrementa con el tiempo. Esto sugiere que las diferencias de entropía entre las partes del universo generan una fuerza que redistribuye la materia de una forma que maximiza la entropía. Esta fuerza es a lo que llamamos gravedad.

Lo emocionante de esta aproximación es que simplifica drásticamente el andamiaje teórico que soporta la física moderna. Y aunque tiene sus limitaciones – por ejemplo, genera leyes gravitatorias de Newton en lugar de las de Einstein – tiene algunas ventajas también, como la capacidad de tener en cuenta la magnitud de la energía oscura, lo cual es difícil para las teorías convencionales gravitatorias.

Pero tal vez la idea más potente que surge de la aproximación de Verlinde es que la gravedad es, básicamente, un fenómeno de información.

Hoy, esta idea logra un útil impulso por parte de Jae-Weon Lee y un par de colegas de la Universidad de Jungwon en Corea del Sur. Usan el concepto de información cuántica para derivar una Teoría de la Gravedad y lo hacen abordándolo de una forma ligeramente distinta a la de Verlinde.

En el corazón de sus ideas está la compleja pregunta de qué sucede cuando la información entra en un agujero negro. Los físicos han quedado desconcertados con esto durante décadas sin un gran consenso. Pero una de las cosas en las que están de acuerdo es en el Principio de Landauer: que el borrado de un bit de información cuántica siempre incrementa la entropía del universo en una cierta cantidad y requiere una cantidad específica de energía.

Jae-Weon y sus compañeros suponen que este proceso de borrado debe tener lugar en el horizonte del agujero negro. Y, de ser así, el espacio-tiempo debe auto-organizarse de una forma que maximice la entropía en esos horizontes. En otras palabras, genera una fuerza similar a la gravedad.

Esto es intrigante por varias razones. Primero, Jae-Weon y sus colegas suponen la existencia del espacio-tiempo y su geometría y simplemente se preguntan qué forma debe tomar si la información se elimina en los horizontes de esta forma.

También relaciona la gravedad con la información cuántica por primera vez. A lo largo de los últimos años, muchos resultados de la mecánica cuántica han apuntado al papel cada vez más importante que parece desempeñar la información en el universo.

Algunos físicos están convencidos de que las propiedades de la información no proceden del comportamiento de los portadores de la misma, tales como fotones o electrones, sino al contrario. Cree que la propia información es el fantasmal lecho sobre el que se construye el universo.

La gravedad siempre ha sido un inconveniente. Pero la creciente concienciación de que la información desempeña un papel fundamental aquí también, podría abrir el camino a un tipo de unificación entre la mecánica cuántica y la relatividad con la que los físicos han estado soñando.


Artículo de Referencia: arxiv.org/abs/1001.5445: Gravity from Quantum Information

Fecha Original: 26 de marzo de 2010
Enlace Original

jueves, 14 de enero de 2010

No andan por la cuerda floja, dominan su centro de gravedad


Posted: lunes 11 de enero de 2010 | Escrito por Eugenio Manuel | Etiquetas: ,