Los
investigadores aprovechan las extrañas propiedades de un metamaterial
líquido para observar espacio-tiempos de Minkowski que aparecen y
desaparecen.
Los
metamateriales son sustancias sintéticas con estructuras a nanoescala
que manipulan la luz. Esta capacidad de dirigir los fotones hace que
sean la tecnología que permite las capas de invisibilidad y ha generado
un intenso interés entre los investigadores.
Multiverso Crédito: In My Imagination
La capacidad de guiar la luz
tiene consecuencias más profundas, no obstante. Distintos teóricos han
señalado que hay una analogía matemática formal entre la forma en que
ciertos materiales curvan la luz y la forma en que lo hace el
espacio-tiempo en la relatividad general. De hecho, debería ser posible
crear metamateriales que imiten el comportamiento no solo deI propio
espacio-tiempo, sino también de otros objetos con los que los cosmólogos
solo pueden soñar.
Es más, hace un par de años,
echamos un vistazo a la sugerencia de Igor Smolyaninov, de la
Universidad de Maryland en College Park, que debería ser posible usar
metamateriales para crear un multiverso en el que distintas regiones del
material se correspondiesen con universos con distintas propiedades.
Hoy,
Smolyaninov y un par de compañeros anuncian las extraordinarias
noticias de que han logrado hacer exactamente esto. Han creado un
metamaterial que contiene muchos “universos” que son análogos
matemáticamente del nuestro, aunque en tres dimensiones en lugar de
cuatro.
“Estas
regiones se comportan como espacio-tiempos transitorios de Minkowski de
2+1 dimensiones, los cuales aparecen y desaparecen temporalmente en un
metamaterial mayor que hace de ‘multiverso’”, comentan.
El
experimento es relativamente sencillo. Los metamateriales normalmente
son difíciles de fabricar, debido a que se basan en estructuras a
nanoescala. Sin embargo, Smolyaninov y sus colegas, en lugar de esto,
han aprovechado la naturaleza autoensamblable de las nanopartículas de
cobalto suspendidas en queroseno.
El
cobalto es un material ferromagnético, por lo que las nanopartículas
tienden a alinearse en un campo magnético. De hecho, si la densidad de
las nanopartículas es lo bastante alta, el campo provoca que se alineen
en columnas. Cuando sucede esto, las nanocolumnas forman un metamaterial
que es un equivalente matemático de un espacio-tiempo de Minkowski 2+1.
La
luz que lo traspasa se comporta como si esta región tuviese una
dimensión temporal alineada con las nanocolumnas, y dos dimensiones del
espacio, perpendiculares a las mismas.
Esto
crea un universo de Minkowski. El truco que Smolyaninov y sus
compañeros han logrado es crear un multiverso que contiene múltiples
espacio-tiempos de Minkowski.
El
secreto es mantener la densidad de nanopartículasjusto por debajo del
umbral requerido para formar nanocolumnas. Esto es justo por encima del 8
por ciento del volumen del fluido, para este caso. Cuando sucede esto,
las variaciones naturales en la densidad provocan que se formen
nanocolumnas en pequeñas regiones del líquido. En efecto, aparecen y
desaparecen minúsculos universos. Smolyaninov y sus colegas incluso
pueden “ver” estos universos gracias al efecto de la luz polarizada que
pasa a través del fluido.
Este es un resultado fascinante que demuestra la potencial autoorganización para crear metamateriales.
Smolyaninov
también sugirió anteriormente que este tipo de trabajo podría dar a los
físicos una forma de estudiar nuevos tipos de dispositivos ópticos,
dado que se puede hacer que los fotones se comporten como partículas
masivas, o sin masa, dependiendo de las propiedades del “universo”.
Claramente, queda mucho con lo que divertirse.
Fuente: Ciencia Kanija - The Physics ArXiv Blog
No hay comentarios:
Publicar un comentario