Los
agujeros negros son objetos astronómicos tan densos que ni siquiera la luz
puede escapar a su atracción gravitatoria, y si bien se teoriza mucho sobre
ellos, en realidad, nunca han podido ser detectados.
Para
terminar con ese misterio es que un equipo de físicos teóricos de la U. Chile y
la U. de Utrecht, idearon un experimento que permitirá por primera vez, simularlos
en un laboratorio.
Dos investigadores del Departamento
de Física de la Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas (FCFM) de la Universidad de Chile,
establecieron una analogía entre el comportamiento de los agujeros negros y en
un sistemas a escala de un nanómetro (la millonésima parte de un milímetro), que podría utilizarse en la construcción de
futuros dispositivos electrónicos, como chips ultra pequeños.
La investigación se titula Magnonic Black Holes (Agujeros
Negros Magnónicos) y fue desarrollada por Alejandro Roldán, Post-Doctorado del
DFI y del Centro para el Desarrollo de la Nanociencia y Nanotecnología
(CEDENNA), actualmente profesor de
la Universidad de Aysén, Álvaro Núñez, académico del DFI y Rembert Duine de la
Universidad de Utrecht (Países Bajos), Holanda.
Teoría e imaginación
El trabajo se basa en cálculos
teóricos sobre la interacción del magnetismo con las corrientes eléctricas,
como describe el Doctor Núñez, “Usando
principalmente la imaginación de los tres autores”, en un desarrollo que
duró 6 meses, donde estudiaron las propiedades cuánticas de la radiación
emitida por los agujeros negros.
“Descubrimos que es posible construir
sistemas sumamente pequeños (nanométricos) cuyo comportamiento es análogo al de
los agujeros negros. La característica fundamental de un agujero negro es que
su gravedad es tan grande que nada, ni siquiera la luz, puede escapar a su
atracción. En nuestro sistema creamos un efecto análogo que impide que las
excitaciones magnéticas escapen de una región, comportándose como la luz en la
cercanía de un agujero negro. Esto nos lleva a la posibilidad de estudiar las
propiedades de la naturaleza en condiciones extremas, como las que se predicen
en la vecindad de una agujero negro, en un laboratorio”, agrega el físico.
La idea consiste en crear
excitaciones magnéticas (magnones) en un sistema sometido a corrientes
eléctricas, logrando que se comporten de la misma manera que la luz en torno a
un agujero negro. Este fenómeno, podría ser replicado en una nueva generación
de dispositivos magneto-electrónicos.
Para los científicos, el gran aporte
de este trabajo es tender un puente entre dos áreas de la ciencia hasta ahora
disconexas, que es la de lo muy pequeño (nanotecnología) y la de lo muy grande
(cosmología).
El siguiente paso en la investigación
es lograr que, una vez implementado, este método pueda utilizarse en la
construcción de piezas nanométricas para futuros dispositivos, lo que podría
tener aplicaciones en el contexto de la informática.
El mundo de lo grande y el mundo de lo pequeño
Roldán explica que: “Desde un punto de vista clásico un
agujero negro es una región del espacio en la que se concentra una cantidad de
materia tan grande que nada puede escapar de ella, ni siquiera la luz. No
obstante lo anterior, Stephen Hawking demostró que, debido a efectos cuánticos,
los agujeros negros no son tan negros y en realidad se están evaporando, lo que ha sido denominado como radiación de
Hawking”.
Estas radiaciones han sido un tema
fundamental de investigación sobre los agujeros negros y han generado un debate
en el mundo científico, ya que no han podido ser estudiadas experimentalmente.
El aspecto
fundamental de este trabajo es que ofrece un sistema experimental donde se
puede observar la Radiación de Hawking. Este resultado permite poner a prueba
las predicciones de Hawking y que puede ser de gran ayuda para lograr una mejor
comprensión de estos objetos astronómicos.
Por lo tanto, en este trabajo “Hemos tomado la Teoría de Hawking como una
inspiración y la hemos aplicado a sistemas nanométricos”, explica el investigador,
“demostrando que es posible construir
sistemas nanométricos cuyo comportamiento es análogo al de los Agujeros Negros,
pero cuya radiación de Hawking es medible en un laboratorio”, concluye el
físico.
La investigación aparecerá publicada
en la próxima edición de la revista científica Physical Review Letters,
Fuente:
Diario U. Chile (Cultura) - DFI/FCFM – 01.febrero.2017