El cosmos en el laboratorio

El universo es un gigantesco e inabarcable laboratorio, pero el investigador terrestre s¨®lo puede observarlo e intentar comprender sus contenidos y procesos. Aunque ha avanzado mucho, est¨¢ lejos de lograrlo, y por eso algunos investigadores intentan resolver misterios del universo en los laboratorios normales terrestres. Misterios como la naturaleza de la energ¨ªa oscura o el funcionamiento de los agujeros negros. Desde hace exactamente 10 a?os se cree que la energ¨ªa oscura, que nadie sabe lo que es, representa el mayor componente del universo (un 72%) y que est¨¢ acelerando su expansi¨®n. En el 27% restante la materia oscura, cuya composici¨®n se desconoce igualmente, gana por goleada -85% frente al 15%- a la materia ordinaria, la ¨²nica que comprendemos, as¨ª que s¨®lo se conoce poco m¨¢s del 4% de la energ¨ªa masa del universo.

Se conoce poco m¨¢s del 4% de la energ¨ªa masa del universo

Christian Beck, matem¨¢tico del Queen Mary College, en Londres, quiere detectar el efecto de la energ¨ªa oscura en materiales superconductores. Es una apuesta muy fuerte, que fue acogida en principio con escepticismo. Sin embargo, ya ha obtenido 85.000 euros para desarrollar la teor¨ªa, y el experimento correspondiente lo est¨¢n construyendo sus colegas experimentales en University College por valor de 600.000 euros, financiados todos ellos por el Consejo de Investigaci¨®n Brit¨¢nico.

Beck ha trabajado con Michael Mackey, de Canad¨¢, y con Clovis de Matos, de la ESA, y explica a este diario: "Los modelos te¨®ricos de la energ¨ªa oscura que hemos desarrollado indican que se pueden medir sus efectos no s¨®lo a escalas cosmol¨®gicas, sino en experimentos de laboratorio aqu¨ª en la Tierra, con superconductores". En Londres van a utilizar uniones Josephson (dos superconductores con un aislante entremedias) y el cient¨ªfico Martin Tajmar est¨¢ ensayando en Austria con anillos superconductores giratorios, que es la otra posibilidad.

Si el modelo es correcto, la energ¨ªa oscura tendr¨ªa que ver con las fluctuaciones electromagn¨¦ticas del vac¨ªo a muy baja frecuencia que permite la f¨ªsica cu¨¢ntica. Estas fluctuaciones influir¨ªan en los electrones superconductores que atraviesan, por el efecto t¨²nel, una uni¨®n Josephson, pero ¨²nicamente por debajo de una determinada frecuencia. "No es f¨¢cil medir esto, hace falta nanotecnolog¨ªa avanzada para desarrollar nuevos tipos de uniones Josephson", explica Beck, "pero si se verifica experimentalmente este efecto, revolucionar¨¢ nuestra comprensi¨®n de la energ¨ªa oscura".

Otro cient¨ªfico que trabaja en el Reino Unido, Ulf Leonhardt, ha realizado ya la primera fase de un experimento que simula, con un l¨¢ser y fibra ¨®ptica, un agujero blanco. Un agujero blanco es un agujero negro que funciona al rev¨¦s.

Un agujero negro se forma por el colapso de una estrella y es similar a un pozo en las cuatro dimensiones del espacio tiempo, explica Adrian Cho en la revista Science, que publica el experimento. Todo lo que se aproxima a ¨¦l, incluida la luz, no puede retroceder una vez que pasa el punto de no retorno conocido como horizonte de sucesos. Por el contrario, un agujero blanco se parece a una monta?a en el espacio tiempo tan empinada que nada puede llegar a la cumbre. Tambi¨¦n tiene un horizonte de sucesos, que se?ala el punto de m¨¢xima aproximaci¨®n a la cumbre. Pero los cient¨ªficos estiman que los agujeros blancos son inestables y, por tanto, no existen.

Con el l¨¢ser y la fibra ¨®ptica, Leonhardt y sus colegas simularon el horizonte de sucesos para la luz en un agujero blanco y ahora quieren intentar detectar la radiaci¨®n de Hawking. Esta radiaci¨®n, nunca confirmada, fue predicha por el famoso f¨ªsico en 1975 para los agujeros negros, pero la teor¨ªa indica que tambi¨¦n existir¨ªa en los agujeros blancos.

La radiaci¨®n de Hawking se detectar¨ªa en longitudes de onda del ultravioleta y, si los cient¨ªficicos lo logran, Hawking estar¨¢ mucho m¨¢s cerca del Premio Nobel.