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Desde Newton quizás, la física se ha debatido al respecto de cuáles son los mecanismos de interacción entre los objetos. Se llegó a una primera conclusión diciendo que tenían que ser partículas mientras que otros hablaban de ondas. Las discusiones eran eternas hasta que llegó alguien a decir que la materia eran ondas y partículas al mismo tiempo. En ocasiones se expresaban como ondas, otras veces como partículas. Vamos, había una dualidad onda-partícula imposible de negar.

En la física moderna se estudian las partículas elementales, que también tiene su comportamiento ondulatorio. Y se especula mucho al respecto de la naturaleza de la gravedad. ¿Son ondas? ¿Son partículas? De ser partículas, estaríamos hablando de los gravitones, que nadie jamás ha medido. Si se tratara de ondas, deberían poderse detectar en algún momento. ¿Cómo podríamos detectarlas? Ese es precisamente el trabajo que los físicos en Estados Unidos han decidido retomar. Usarán LIGO, Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory, el instrumento más grande creado para este propósito, cuyo costo es de 200 millones de dólares y que ha estado esperando cinco largos años para que se utilice en la búsqueda de las ondas gravitacionales.

Hay muchos físicos que creen que el experimento -bautizado como Advanced LIGO- podrá encontrar evidencia directa de las ondas gravitacionales, las cuales deben verse como ondulaciones del espacio-tiempo y que pueden ser creadas por -entre otra partículas- un par de estrellas de neutrones u hoyos negros orbitando uno con el otro.

Las ondas gravitacionales son finalmente una predicción teórica, como cuando Dirac habló de que debía existir el monopolo magnético. Einstein teorizó al respecto en 1916 y es una consecuencia de la teoría general de la relatividad, la cual celebra su primer centenar de años de haber sido creada.  Hay quien dice que ya hay evidencia indirecta de las ondas gravitacionales, por ejemplo, observando el pulsar Hulse-Taylor, descubierto en 1974, que está girando en espiral con su socio. Y este par emite energía en forma de ondas gravitacionales en el proceso. Hay que decir que la gravitación es probablemente uno de los más complejos misterios de la Naturaleza y de hecho, ni siquiera hay intentos de acomodar esta fuerza en el modelo estándar de la mecánica cuántica, al menos por el momento.

La detección directa de las ondas gravitacionales es difícil y se usará entonces a LIGO, que consiste en estaciones en Livingston, La. Y en Hanforf, Washington, de donde se buscará hallar estas ondas gravitacionales mandando luz laser a túneles en forma de L con 4 kms de longitud. La interferencia entre la luz que se refleje de regreso puede ser usada para discernir estos cambios extraordinariamente pequeños  los cuales podrían encogerse cuando pasa una onda gravitacional. Las medidas, sin embargo, deben hacerse contra ruido constante cercano, de fuentes más cercanas a la casa, incluyendo vibraciones de las ondas del mar, terremotos o incluso tráfico de camiones en las carreteras.

LIGO, el instrumento original, funcionó por 8 años hasta el 2010, y era sensible a cambios en la longitud de una milésima de ancho de un protón. Pero incluso con esa sensibilidad, parece que aún se está lejos de que sea suficiente para una detección demostrable de las ondas gravitacionales. El nuevo LIGO tiene sistemas de aislamiento sísmico así como grandes espejos. “No hay nada del LIGO original, excepto el sistema de vacío”, dice el director ejecutivo del laboratorio LIGO,  David Reitze.

Cuando LIGO se ponga en acción a toda su capacidad sensitiva, se espera que pueda “ver” eventos donde se creen ondas gravitacionales, en particular en la violencia que ocurre al emerger de dos estrellas de neutrones, pero en un espacio volumétrico 1000 mayor que las mediciones que el LIGO original podían probar. Hay físicos optimistas en este nuevo experimento. De acuerdo con la revista Nature, las chances de detectar en los siguientes tres meses las ondas gravitacionales es 1 en 3, aunque parece un dato sin ningún respaldo más que las buenas intenciones.

LIGO no es el único instrumento que busca ondas gravitacionales. En Italia se está construyendo uno llamado VIRGO, que deberá funcionar el año que viene. LIGO esta contribuyendo con el hardware que se necesita para construir otro detector similar en la India. Japón trabaja ya en un detector llamado KAGRA e incluso, los físicos ya están trabajando sobre un detector de ondas gravitacionales que estaría en el espacio, en un esfuerzo con la Agencia Espacial Europea.

 

Referencias:

Spectrum IEEE 

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