Sistema de interferometría atómica para detectar ondas gravitacionales

Se está desarrollando una tecnología pionera, con precisión atómica, para detectar algo hasta ahora imperceptible: Las ondas gravitacionales, que son "arrugas" en el espacio-tiempo causadas por fenómenos cósmicos de gran violencia, entre los que se incluye el propio Big Bang, o Gran Estallido, la explosión colosal con la que se creó el universo.

El proyecto de desarrollar una técnica práctica de interferometría atómica lo está llevando a cabo un equipo de investigadores del Centro Goddard de Vuelos Espaciales de la NASA, en Greenbelt, Maryland, la Universidad de Stanford en California, y la empresa AOSense, Inc., en Sunnyvale, California.

Algunos consideran que esta novedosa tecnología para mediciones ultraprecisas es una panacea tecnológica para cosas que van desde medir ondas gravitaciones hasta guiar submarinos y aviones.

Aunque el equipo de Babak Saif, físico de la NASA, y Mark Kasevich, físico de la Universidad de Stanford, creen que esta tecnología es muy prometedora para diversas aplicaciones espaciales, incluyendo sobrevolar un asteroide cercano a la Tierra para medir su campo gravitacional y deducir su composición, hasta ahora han centrado sus esfuerzos en la obtención de sensores que puedan detectar a las escurridizas ondas gravitacionales.

Predichas por la teoría de la relatividad general de Albert Einstein, las ondas gravitacionales aparecen cuando objetos celestes de gran masa se mueven y perturban el tejido del espacio-tiempo que les rodea. Para cuando estas ondas alcanzan la Tierra, son tan débiles que la única consecuencia es que el planeta se expande y se contrae menos que lo que mide un átomo. Esto hace muy difícil detectar ondas gravitatorias con equipamiento instalado en tierra, ya que el "ruido" del entorno, como por ejemplo el de las mareas oceánicas y el de terremotos o incluso pequeños temblores sísmicos, puede eclipsar fácilmente los leves murmullos que son esas ondas gravitacionales.

Aunque numerosas observaciones astronómicas han señalado la existencia de las ondas gravitacionales, ningún instrumento u observatorio ha podido detectarlas directamente. El equipo de Saif y Kasevich cree que la interferometría atómica es la clave para alcanzar ese objetivo tan codiciado.

La fusión de un sistema binario puede producir ondas gravitatorias. (Foto: NASA)

El potencial de la interferometría atómica reside en su precisión. Aunque la ruta seguida por un átomo variara en sólo un picómetro, un interferómetro atómico podría detectar la diferencia.

Debido a esta gran precisión, la aplicación astronómica donde mayores avances puede lograr la interferometría atómica es probablemente la detección de ondas gravitacionales.

Desde que empezaron su colaboración, los miembros del equipo de Saif y Kasevich han diseñado un sistema láser especial para interferometría atómica que se planea probar en una torre de unos 10 metros (33 pies) en un laboratorio de física de la Universidad de Stanford.

Si se confirma la existencia de las ondas gravitacionales, este hallazgo revolucionaría la astrofísica, dando a los científicos una nueva herramienta para estudiar cosas que van desde los agujeros negros hasta el universo existente antes de que la niebla de plasma de hidrógeno se enfriara y permitiera la formación de átomos.

Fuente: Noticias de la Ciencia y la Tecnología