Un grupo de investigadores ha conseguido medir por primera vez la atracción gravitatoria producida en una partícula que tiene la mitad de masa de un grano de arena. El descubrimiento demuestra que se puede medir la versión cuántica de la gravedad, contradiciendo lo que sostiene Einstein en su teoría de la relatividad general. Y, según dicen los investigadores, nos acerca al santo grial de la ciencia: la Teoría del Todo que unifica la mecánica cuántica y la relatividad general y que nos permite comprender cómo funcionan algunas de las fuerzas más misteriosas del universo.
Un experimento que lo puede cambiar todo
Nuestro universo está regido por cuatro fuerzas fundamentales: la gravedad, el electromagnetismo y las fuerzas nucleares fuerte y débil. La gravedad es la fuerza de atracción entre todos los objetos que poseen masa en el universo. Esta débil fuerza es a la vez la más común en nuestra vida cotidiana y la única que no podemos explicar actualmente con el Modelo Estándar de la física de partículas, el sistema más aceptado para describir los mecanismos que dominan universo.
Aunque los efectos de la gravedad son de sobra conocidos en los objetos más masivos, su debilidad hace que apenas tenga influencia en el mundo cuántico, el de las partículas atómicas y subatómicas. De hecho, el propio Albert Einstein dijo en su teoría de la relatividad general que no hay experimento posible que pueda mostrar una versión cuántica de la gravedad.
Sin embargo, todo esto ha cambiado con el nuevo hallazgo de un grupo internacional de físicos liderado por investigadores de la Universidad de Southampton. El equipo ha logrado desarrollar una nueva técnica que les ha permitido detectar una débil atracción gravitatoria sobre una partícula microscópica.
“Durante un siglo, los científicos han intentado comprender cómo la gravedad y la mecánica cuántica funcionan juntas, pero no lo han conseguido”, asegura el autor principal del estudio, Tim Fuchs, investigador de la Universidad de Southampton. “Ahora que hemos medido con éxito señales gravitatorias en la masa más pequeña jamás registrada, estamos un paso más cerca de comprender por fin cómo funcionan conjuntamente».
Cómo lo han conseguido
Los investigadores de la Universidad de Southampton explican que en su experimento, publicado en la revista Science Advances, han usado la levitación magnética para detectar la gravedad en partículas microscópicas que están al borde del ámbito cuántico.
Para esto, explican, usaron un sofisticado sistema que incluía dispositivos superconductores, conocidos como trampas, con campos magnéticos, detectores sensibles y un avanzado aislamiento de las vibraciones. Los investigadores hicieron levitar la partícula a temperaturas de congelación de una centésima de grado por encima del cero absoluto (- 273 grados Celsius).
El resultado del experimento fue la detección de una débil fuerza de atracción (apenas 30aN) sobre una partícula diminuta de 0,43mg de tamaño. Esta nueva técnica, dicen los investigadores, será probablemente el camino a seguir para medir la gravedad cuántica y abre la puerta a futuros experimentos entre fuerzas y objetos aún más pequeños.
«Estamos ampliando los límites de la ciencia, lo que podría conducir a nuevos descubrimientos sobre la gravedad y el mundo cuántico», afirma Hendrik Ulbricht, otro de los autores del estudio y catedrático de Física de la Universidad de Southampton. «Desentrañar estos misterios nos ayudará a desvelar más secretos sobre el tejido mismo del universo, desde las partículas más diminutas hasta las estructuras cósmicas más grandiosas».
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