Científicos recrearon un agujero negro en el laboratorio para probar una teoría

A lo largo de la historia moderna de la humanidad se han logrado reproducir varios fenómenos naturales en los laboratorios y recientemente fue recreado un hoyo negro que incluso pudo brillar.

Entender los agujeros negros es clave para desentrañar las leyes más fundamentales que rigen el cosmos, ya que representan los límites de dos de las teorías más probadas de la física: la teoría de la relatividad general, que describe la gravedad como resultado de la deformación (a gran escala) del espacio-tiempo por objetos masivos, y la teoría de la mecánica cuántica, que describe la física a las escalas de longitud más pequeñas.

El científico británico Stephen Hawking descubrió que todo agujero negro debe emitir una pequeña cantidad de radiación térmica debido a pequeñas fluctuaciones cuánticas alrededor de su horizonte.

Por desgracia, esta radiación nunca se ha detectado directamente. Se predice que la cantidad de radiación Hawking procedente de cada agujero negro es tan pequeña que es imposible detectarla (con la tecnología actual) entre la radiación procedente de todos los demás objetos cósmicos.

Ante la imposibilidad de detectar esa radiación, investigadores de la Universidad de Ámsterdam y del IFW de Dresde se propusieron recrear un agujero negro para estudiar el mecanismo subyacente a la aparición de la radiación Hawking aquí mismo, en la Tierra.

“Queríamos utilizar las poderosas herramientas de la física de la materia condensada para sondear la física inalcanzable de estos increíbles objetos: los agujeros negros”, dijo la autora Lotte Mertens.

Para ello, los investigadores estudiaron un modelo basado en una cadena unidimensional de átomos, en la que los electrones pueden “saltar” de un sitio atómico al siguiente. Descubrieron que la deformación del espacio-tiempo debida a la presencia de un agujero negro se imita ajustando la facilidad con la que los electrones pueden saltar entre cada sitio.

De igual forma, apreciaron que, con la variación correcta de la probabilidad de salto a lo largo de la cadena, un electrón que se mueve de un extremo de la cadena al otro se comportará exactamente como una pieza de materia que se acerca al horizonte de un agujero negro.

Así mismo, observaron que, de manera análoga a la radiación de Hawking, el sistema modelo tiene excitaciones térmicas medibles en presencia de un horizonte sintético.

Aplicaciones de este experimento

Este modelo de agujero negro sintético, que seguía sus creadores es simple, se puede implementar en una variedad de configuraciones experimentales, destacan los investigadores.

Esto podría incluir sistemas electrónicos sintonizables, cadenas de espín, átomos ultrafríos o experimentos ópticos.

“Llevar los agujeros negros al laboratorio puede acercarnos un poco más a la comprensión de la interacción entre la gravedad y la mecánica cuántica, y a nuestro camino hacia una teoría de la gravedad cuántica”, concluye la investigación.

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