Cada vez que das un paso, el espacio mismo brilla con una suave calidez.
Llamó al Efecto Fulling-Davies-Unruh (o, a veces, solo el efecto Unruh si tiene poco tiempo), este misterioso resplandor de radiación que emerge del vacío es similar a la misteriosa radiación de Hawking que se cree que rodea los agujeros negros.
Solo que en este caso, es el producto de la aceleración en lugar de la gravedad.
¿No puedes sentirlo? Hay una buena razón para eso. Tendrías que moverte a una velocidad imposible para sentir incluso los rayos Unruh más débiles.
Por ahora, el efecto sigue siendo un fenómeno puramente teórico, mucho más allá de nuestra capacidad de medición. Pero eso podría cambiar pronto, luego de un descubrimiento realizado por investigadores de la Universidad de Waterloo en Canadá y el Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT).
Al volver a lo básico, demostraron que podría haber una forma de estimular el efecto Unruh para que pueda estudiarse directamente en condiciones menos extremas.
En un giro inesperado, también podrían haber descubierto el secreto para volver invisible la materia.
El verdadero premio, sin embargo, sería abrir nuevos caminos en experimentos que tienen como objetivo unir dos poderosas pero incompatibles teorías de la física: una que describe cómo se comportan las partículas y la otra que cubre la curvatura del espacio y el tiempo.
“La teoría de la relatividad general y la teoría de la mecánica cuántica actualmente todavía están algo en desacuerdo, pero tiene que haber una teoría unificadora que describa cómo funcionan las cosas en el Universo”. dice matemático Achim Kempf de la Universidad de Waterloo.
“Hemos estado buscando una manera de unir estas dos grandes teorías, y este trabajo nos está ayudando a acercarnos al abrir oportunidades para probar nuevas teorías contra experimentos”.
El efecto Unruh se encuentra justo en el límite de las leyes cuánticas y la relatividad general.
De acuerdo con la física cuántica, un átomo que se sienta completamente solo en el vacío necesitaría esperar a que un fotón entrante ondule a través del campo electromagnético y sacuda a sus electrones antes de que pueda considerarse iluminado.
Si consideramos la relatividad, hay una forma de hacer trampa. Simplemente acelerando, un átomo podría experimentar las oscilaciones más pequeñas en el campo electromagnético circundante como fotones de baja energía, transformados por una especie de efecto Doppler.
Esta interacción entre la experiencia relativa de las ondas en un campo cuántico y la sacudida de los electrones de un átomo se basa en una sincronización compartida en sus frecuencias. Cualquier efecto cuántico que no dependa del tiempo generalmente se ignora, dado que en el papel tienden a equilibrarse a largo plazo.
Junto con sus colegas Vivishek Sudhir y Barbara Soda, Kempf demostró que cuando se acelera un átomo, estas condiciones generalmente insignificantes se vuelven mucho más significativas y, de hecho, pueden convertirse en efectos dominantes.
Al hacer cosquillas en un átomo de la manera correcta, como usar un láser potente, demostraron que es posible hacer uso de estas interacciones alternativas para hacer que los átomos en movimiento experimenten el efecto Unruh sin la necesidad de grandes aceleraciones.
Como beneficio adicional, el equipo también descubrió que, dada la trayectoria correcta, un átomo acelerado podría volverse transparente a la luz entrante, suprimiendo efectivamente su capacidad para absorber o emitir ciertos fotones.
Dejando a un lado las aplicaciones de ciencia ficción, al identificar formas de influir en la capacidad de un átomo acelerado para interactuar con ondas en el vacío, es posible que podamos encontrar nuevas formas de encontrar dónde la física cuántica y la relatividad general dan paso a un nuevo marco teórico. .
“Durante más de 40 años, los experimentos se han visto obstaculizados por la incapacidad de explorar la interfaz de la mecánica cuántica y la gravedad”. dice Sudhir, un físico del MIT.
“Aquí tenemos una opción viable para explorar esta interfaz en un entorno de laboratorio. Si podemos resolver algunas de estas grandes preguntas, podría cambiarlo todo”.
Esta investigación fue publicada en Cartas de revisión física.