Teoría del todo: una investigación encuentra pistas sobre la gravedad cuántica

Un equipo de científicos de diferentes universidades ha anunciado un paso prometedor hacia la teoría del todo. Detectaron una débil atracción gravitacional sobre partículas microscópicas, revelando una posible pista que podría conducirlos a la gravedad cuántica: el «Santo Grial» de la física moderna.

Utilizando imanes levitantes, dispositivos superconductores, campos magnéticos y detectores sensibles, el equipo midió la atracción de una pequeña partícula que pesaba sólo 0,43 mg, levitando a una temperatura muy cercana al cero absoluto.

El equipo, formado por investigadores de la Universidad de Southampton, la Universidad de Leiden y el Instituto de Fotónica y Nanotecnología, utilizó trampas magnéticas superconductoras para medir la fuerza de la atracción a una escala récord.

Con la temperatura unas centésimas de grado por encima del cero absoluto, las vibraciones de las partículas se ralentizaron al máximo, lo que permitió medir la fuerza gravitacional en 30 attoNewtons (0,000000000000000003 Newtons).

El resultado es un avance apasionante en la resolución de uno de los mayores problemas de la física: la incompatibilidad entre la Teoría de la Relatividad General de Albert Einstein y la mecánica cuántica. Ahora, los investigadores quieren investigar la gravedad en escalas aún más pequeñas.

Gravedad cuántica

Mientras que la Relatividad General explica el universo a gran escala, la física cuántica describe la materia en el mundo de las partículas más pequeñas que existen. Ambos ya han sido probados en todos los experimentos realizados, pero siguen siendo incompatibles entre sí.

La gravedad entre dos cuerpos, muy bien explicada por la teoría de Einstein, nunca se ha observado en partículas subatómicas y ya ni siquiera tiene sentido. Esto hace que la gravedad sea la única de las cuatro fuerzas de la naturaleza que no tiene una partícula mediadora.

Como resultado, los científicos necesitan abordar las dos teorías por separado, lo que acaba dejando muchas preguntas sin respuesta. Un buen ejemplo son los agujeros negros, que son difíciles de explicar sin una teoría de la gravedad cuántica.

Para intentar resolver el problema, los físicos teóricos crearon hipótesis que intentan explicar cómo funcionaría la gravedad en el mundo cuántico, prediciendo qué podrían encontrar los experimentos si estas ideas son correctas. Una de estas hipótesis es la Teoría de Cuerdas, que predice la existencia de una partícula llamada gravitón.

La búsqueda de una teoría unificadora se ha prolongado durante mucho tiempo, desde la época de Einstein, cuando los físicos aún estaban desentrañando los secretos de la mecánica cuántica. El propio físico alemán buscó la “teoría del todo” y el tema se convirtió en una auténtica obsesión de teóricos famosos, como Stephen Hawking. Pero ninguno de ellos encontró pistas sólidas y terminaron desistiendo de la empresa.

Muchos investigadores hoy en día tienen más confianza en que pueden lograr la teoría del todo, gracias a estudios como las mediciones a pequeña escala de la fuerza gravitacional realizadas antes. Aunque todavía están lejos de detectar el gravitón, el nuevo estudio, publicado en Avances Científicosseñala que quizás estén en el camino correcto hacia la tan buscada unificación de teorías.

Fuente: EurakAlert