Los físicos han medido con éxito la gravedad en el mundo cuántico, detectando la débil atracción gravitacional sobre una partícula diminuta con una nueva técnica que utiliza imanes levitantes, acercando a los científicos a resolver los misterios del universo.

Los científicos están un paso más cerca de desbloquear las misteriosas fuerzas del universo después de descubrir cómo medir la gravedad a nivel microscópico.

Los expertos nunca han comprendido del todo cómo funciona la fuerza descubierta por Isaac Newton en el diminuto mundo cuántico.

Incluso Einstein quedó perplejo ante la gravedad cuántica y, en su teoría de la relatividad general, dijo que no existe ningún experimento realista que pueda mostrar una versión cuántica de la gravedad.

Un gran avance en la gravedad cuántica

Sin embargo, físicos de la Universidad de Southampton, en colaboración con científicos de Europa, han detectado con éxito una débil atracción gravitacional sobre una partícula diminuta utilizando una nueva técnica.

Afirman que esto podría allanar el camino para descubrir la elusiva teoría de la gravedad cuántica.

La experiencia, publicada en Avances científicos Journal, utilizó imanes levitantes para detectar la gravedad en partículas microscópicas, lo suficientemente pequeñas como para bordear el reino cuántico.

Impresión artística del experimento cuántico. Crédito: Universidad de Southampton

Investigación pionera en gravedad

El autor principal, Tim Fuchs, de la Universidad de Southampton, dijo que los resultados podrían ayudar a los expertos a encontrar la pieza que falta del rompecabezas en nuestra imagen de la realidad.

Y añadió: “Durante un siglo, los científicos han intentado, sin éxito, comprender cómo funcionan juntas la gravedad y la mecánica cuántica.

“Ahora que hemos medido con éxito las señales gravitacionales en la masa más pequeña jamás registrada, significa que estamos un paso más cerca de comprender finalmente cómo funcionan en conjunto.

“A partir de aquí comenzaremos a reducir la fuente mediante esta técnica hasta llegar al mundo cuántico por ambos lados.

«Al comprender la gravedad cuántica, podríamos resolver algunos de los misterios de nuestro universo, como cómo comenzó, qué sucede dentro de los agujeros negros o unir todas las fuerzas en una gran teoría».

La ciencia aún no comprende completamente las reglas del reino cuántico, pero se cree que las partículas y fuerzas a escala microscópica interactúan de manera diferente a los objetos de tamaño normal.

Académicos de Southampton llevaron a cabo el experimento con científicos de la Universidad de Leiden en los Países Bajos y el Instituto de Fotónica y Nanotecnologías en Italia, con financiación de la subvención Horizon Europe EIC Pathfinder (QuCoM) de la UE.

El estudio utilizó una configuración sofisticada que involucra dispositivos superconductores, conocidos como trampas, con campos magnéticos, detectores sensibles y aislamiento de vibraciones avanzado.

Midió una atracción débil, de sólo 30 aN, sobre una pequeña partícula de 0,43 mg de tamaño, levitando a temperaturas bajo cero una centésima de grado más altas. cero absoluto – alrededor de menos 273 grados Celsius.

Ampliando los horizontes de la investigación cuántica

Los resultados abren la puerta a futuros experimentos entre objetos y fuerzas aún más pequeñas, afirmó el profesor de física Hendrik Ulbricht, también de la Universidad de Southampton.

Y añadió: “Estamos superando los límites de la ciencia que podrían conducir a nuevos descubrimientos sobre la gravedad y el mundo cuántico.

“Nuestra nueva técnica, que utiliza temperaturas extremadamente bajas y dispositivos para aislar la vibración de las partículas, probablemente será el camino a seguir para medir la gravedad cuántica.

«Descubrir estos misterios nos ayudará a descubrir más secretos sobre la estructura misma del universo, desde las partículas más pequeñas hasta las estructuras cósmicas más grandes».

Referencia: “Medición de la gravedad con masas levitadas en miligramos” por Tim M. Fuchs, Dennis G. Uitenbroek, Jaimy Plugge, Noud van Halteren, Jean-Paul van Soest, Andrea Vinante, Hendrik Ulbricht y Tjerk H. Oosterkamp, ​​​​23 febrero de 2024, Avances científicos.
DOI: 10.1126/sciadv.adk2949