¿Qué es el efecto Unruh en astronomía? (el MIT cree que ahora podremos observarlo)

Por el momento, es un fenómeno que solo hemos podido contemplar en el campo de la ciencia ficción, pero quizá estamos un paso más de cerca de poder observarlo.

 

El efecto Unruh es algo que estamos habituados a ver en algunas películas en las que aparecen naves espaciales capaces de alcanzar en un instante una velocidad cercana a la de la luz o ir incluso más allá, como en la saga de películas y series “Star Trek” con su famosa USS Enterprise o en “Star Wars” y su icónico Halcón Milenario.

Fue descrito matemáticamente por los físicos William George Unruh, Stephen Fulling y Paul Davies entre los años 1973 y 1976. De ahí que se conozca también como efecto Fulling-Davies-Unruh, en honor a los tres físicos que lo propusieron inicialmente. Este efecto tiene que ver con las interacciones cuánticas entre la materia acelerada y las fluctuaciones cuánticas dentro del vacío del espacio vacío. Pero nunca se ha podido recrear en entorno de laboratorio porque la probabilidad de ver el efecto es infinitesimalmente pequeña.

Sin embargo, un equipo de investigadores del MIT y la Universidad de Waterloo creen que han encontrado una manera de aumentar significativamente la probabilidad de observar el efecto Unruh, según explican en su nuevo trabajo publicado en la revista Physical Review Letters.

Los científicos proponen como alternativa estimular el fenómeno de una manera muy particular que realza el efecto Unruh mientras suprime otros efectos competidores. Si se puede realizar en un experimento práctico, este nuevo enfoque podría aumentar enormemente la probabilidad de observar el esquivo efecto.

Se predice que el efecto Unruh ocurrirá espontáneamente en el vacío

En lugar de esperar más tiempo que la edad del universo para que una partícula acelerada produzca un brillo cálido como predice el efecto Unruh, el enfoque reduciría ese tiempo de espera a unas pocas horas añadiendo luz a todo el escenario, un enfoque conocido como estimulación.


"Ahora, al menos, sabemos que existe una posibilidad en nuestras vidas de que podamos ver este efecto", explica Vivishek Sudhir, profesor asistente de ingeniería mecánica en el MIT y coautor del trabajo. "Es un experimento difícil y no hay garantía de que podamos hacerlo, pero esta idea es nuestra esperanza más cercana".

"Existe una estrecha conexión entre el efecto Hawking y el efecto Unruh: son exactamente el efecto complementario uno del otro", dice Sudhir, quien agrega que si uno fuera a observar el efecto Unruh, "habría observado un mecanismo que es común a ambos efectos. Cuando agregas fotones al campo, estás agregando 'n' veces más de esas fluctuaciones que este medio fotón que está en el vacío. Entonces, si acelera a través de este nuevo estado del campo, esperaría ver efectos que también escalan 'n' veces lo que vería solo con el vacío".


Al hacer que todos los demás efectos sean transparentes, los investigadores podrían tener una mejor oportunidad de medir los fotones o la radiación térmica proveniente solo del efecto Unruh, como predijeron los físicos hace tantos años.

"Ahora tenemos este mecanismo que parece amplificar estadísticamente este efecto a través de la estimulación", dice Sudhir. "Dados los 40 años de historia de este problema, ahora, en teoría, hemos solucionado el mayor cuello de botella".

 

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Referencia: Barbara Šoda, Vivishek Sudhir, Achim Kempf. Acceleration-Induced Effects in Stimulated Light-Matter Interactions. Physical Review Letters, May 2022; 128 (16) DOI: 10.1103/PhysRevLett.128.163603

Sarah Romero

Sarah Romero

Fagocito ciencia ficción en todas sus formas. Fan incondicional de Daneel Olivaw y, cuando puedo, terraformo el planeta rojo o cazo cylons. Hasta que viva en Marte puedes localizarme en ladymoon@gmail.com

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