?tomos en vez de relojes para confirmar la teor¨ªa de Einstein con alta precisi¨®n
Tres cient¨ªficos, incluido el secretario de Energ¨ªa de EE UU, miden una predicci¨®n de la Relatividad General con exactitud 10.000 veces superior a la de experimentos anteriores
Tres f¨ªsicos han logrado medir una de las predicciones fundamentales de la teor¨ªa de la relatividad general de Einstein con una precisi¨®n 10.000 veces superior a la de experimentos anteriores. Se trata de una versi¨®n a escala at¨®mica del cl¨¢sico experimento con dos relojes perfectamente ajustados a la misma hora, en el que uno de ellos se queda en la Tierra sometido a su gravedad y el otro se lanza en un cohete a gran altura, para comprobar c¨®mo el segundo va m¨¢s despacio porque la gravedad dilata el tiempo.
En el nuevo experimento se utilizan ¨¢tomos de cesio en lugar de relojes, bas¨¢ndose en la trampa de ¨¢tomos ideada por el f¨ªsico Steven Chu, por la que obtuvo el premio Nobel. Chu es actualmente ministro de Energ¨ªa del Gobierno de Obama y uno de los tres autores de este ¨²ltimo trabajo. "Dos de las m¨¢s importantes teor¨ªas de toda la f¨ªsica son la mec¨¢nica cu¨¢ntica y la relatividad general", afirma Chu en un comunicado de la Universidad de California en Berkeley. "El trabajo que presentamos en Nature se basa en dos aspectos fundamentales de la descripci¨®n cu¨¢ntica de la materia para realizar una de las m¨¢s precisas pruebas que se han hecho de la teor¨ªa de la relatividad general".
Holger M¨¹ller (de Berkeley), Achim Peters (Universidad Humboldt, Alemania) y Chu llevan m¨¢s lejos un experimento realizado hace 10 a?os por Peters para medir con precisi¨®n la aceleraci¨®n de la gravedad. Ahora lo que se ha medido es el llamado corrimiento al rojo gravitacional, en el que cada ¨¢tomo es como un min¨²sculo reloj. Mediante unos pulsos l¨¢ser y aprovechando la dualidad onda-part¨ªcula de la mec¨¢nica cu¨¢ntica, se mide el min¨²sculo desfase que genera la gravedad en el ¨¢tomo sometido a la gravedad terrestre o ligeramente liberado de la misma al ser lanzado hacia arriba por un l¨¢ser.
Un ministro y dos disc¨ªpulos
Los tres cient¨ªficos autores del experimento de Relatividad General medido con gran precisi¨®n est¨¢n unidos por una herencia cient¨ªfica que desemboca en su colaboraci¨®n actual.
Steven Chu, actual ministro de Energ¨ªa de EEUU, recibi¨® el Premio Nobel de F¨ªsica, en 1997, (compartido con Claude Cohen-Tannoudji y William D. Phillips) por el desarrollo de m¨¦todos para alcanzar temperaturas pr¨®ximas al cero absoluto con sistemas de l¨¢ser y crear as¨ª trampas de ¨¢tomos congelados. Son avances de mediados de los a?os ochenta. En 1991, Chu, entonces en la Universidad de Stanford, utiliz¨® estas t¨¦cnicas en unos experimentos que realiz¨® con los cient¨ªficos de su laboratorio para construir el interfer¨®metro de ¨¢tomos de mayor precisi¨®n logrado hasta entonces.
Uno de sus colaboradores de entonces, Achim Peters, el segundo autor del actual trabajo, aplic¨® los mismos principios en un experimento con ¨¢tomos de cesio en ca¨ªda libre en el que midi¨® la aceleraci¨®n de la gravedad. Fue en 1999.
Holger M¨¹ller, el tercer cient¨ªfico del experimento ahora presentado y l¨ªder del mismo, era un estudiante graduado de Peters que trabaj¨® despu¨¦s como postgraduado en el grupo de Chu en Stanford, aunque en aquellos a?os este ¨²ltimo dej¨® el equipo para dirigir el Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley (LBNL).
En 2008, M¨¹ller se traslad¨® a la Universidad de Berkeley como profesor y fue entonces cuando, al escuchar una conferencia sobre medidas de tiempo y frecuencia, se percat¨® de que el enfoque experimental de Peters de 1999 podr¨ªa utilizarse para medir el llamado corrimiento al rojo gravitacional y verificar con alt¨ªsima precisi¨®n la predicci¨®n de la Relatividad General de Einstein sobre gravedad y flujo del tiempo. M¨¹ller se lo plante¨® a Chu, a quien entusiasm¨® la idea.
Actualmente Chu dirige el Departamento de Energ¨ªa de EEUU pero se mantiene en contacto con el mundo cient¨ªfico; M¨¹ller es profesor de la Universidad de Berkeley e investigador del NBNL; Peters trabaja en el Instituto de F¨ªsica de la Universidad Humboldt de Berl¨ªn.
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