Tablón de anuncios


Desde Buenos Aires, Argentina
Tablón de anuncios
Divulgar es tener conciencia de una altísima misión: poner al alcance de la mayoría el patrimonio científico de la minoría. Manuel Calvo Hernando Another Day in the Lab

9/4/20 - DJ:

Dimensiones extras, por ahora no

T.E.L: 2 min.

La gravedad pasó una prueba: Nuevo experimento que demuestra que la ley inversa del cuadrado funciona a 50 micrómetros.



Un nuevo experimento, contado en un trabajo publicado en Physical Review Letters, encontró que la gravedad sigue funcionando, tal como se conoce, a pequeña escala, 52 μm.

Los físicos diseñan experimentos para encontrar la gravedad a escalas muy pequeñas, ya que si el resultado fuera distinto a lo esperado, podría ser la marca de una Nueva Física®.

La gravedad, se sabe, se reduce con el cuadrado de la distancia. Es decir que, al doble de distancia, la "fuerza" de gravedad es una cuarta parte (la mitad, al cuadrado). Si esta conocida Ley de la Inversa del Cuadrado (LIC) no se detectara a escalas pequeñas, podría ser indicio de la existencia de otras dimensiones. Sin embargo, detectar la gravedad a escalas muy pequeñas es desafiante, ya que la gravedad es muy débil.

El grupo Eöt-Wash de la Universidad de Washington, liderado por E. G. Adelberger, hace varios años que trabaja en este campo, realizando experimentos con péndulos de torsión.
Se trata de dispositivos con diferentes configuraciones, pero que básicamente están conformados por un anillo de péndulo con 10 agujeros que cuelga de una fibra de tungsteno sobre un disco en rotación con otros 10 agujeros. El disco actúa como la masa motriz que proporciona un tirón gravitacional en el péndulo que oscila 10 veces por cada revolución en el disco. La oscilación del péndulo es medida por un láser reflejado en un espejo montado sobre el anillo. La oscilación inducida (torque) en el péndulo a diferentes distancias es luego comparada con un cálculo Newtoniano del sistema. Tienen en cuenta además una posible interacción de Yukawa como señal de dimensiones extra. Las teorías que ponen a pruebas son las de Arkani-Hamed y otros que plantean que la gravedad no es tan débil (en relación a las demás "fuerzas"), sino que así lo parece al "filtrarse" en dimensiones extras.

En algunas configuraciones se usan dos discos, en vez de uno. La idea es que ambos discos tienen agujeros y que el segundo tienen sus hoyos situados a media distancia de los del disco superior. Si la LIC es correcta, los agujeros inferiores están diseñados para que produzcan un giro que cancela la oscilación producida por el disco superior. Sin embargo, si la gravedad cambia de fuerza a cortas distancias, como proponen algunas teorías, el giro inducido por el disco inferior, que está más alejado del anillo, no cancelará y se detectaría una clara señal.

Esquema del diseño básico de un péndulo de torsión.

Para que no haya interferencias electromagnéticas, se utilizan delgadas láminas de cobre con conexión a tierra entre el anillo y el disco y se coloca el dispositivo en jaulas de Faraday. Los elementos tienen también un recubrimiento de oro para minimizar efectos eléctricos.

Los experimentadores cuentan que para refinar los resultados deben prevenir las vibraciones del entorno y que están trabajando en eso. Mientras tanto, Newton se puede quedar tranquilo.

Figura 2: Arriba izquierda: detector y atractor rotativo mostrados con una separación mayor a la usada. Una protección electroestática que rodea al detector y lo aísla del atractor no se ve. Arriba derecha: fotos de los dispositivos de generación 2 antes y después del recubrimiento de oro. El patrón de agujeros es de 52mm de diámetro. Abajo: torques Newtonianos predichos (líneas sólidas). Las líneas de puntos y de rayas son de torques de Yukawa.

Videos
Adelberger explicó sus experimentos en dos programas: uno del canal Discovery, con Morgan Freeman (cuyo episodio puede verse en Youtube), y otro en la plataforma de aprendizaje en línea Physics for the 21st Century, en el capítulo sobre gravedad. Los enlaces a ambos videos figuran debajo.

Fuentes y enlaces relacionados
Experiment finds that gravity still works down to 50 micrometers
https://arstechnica.com/science/2020/04/gravitys-inverse-square-law-tested-at-scale-of-a-human-hair-and-passes/

Physical Review Letters, 2020, DOI : 10.1103/PhysRevLett.124.101101

New Test of the Gravitational 1/r2 Law at Separations down to 52 μm
J.G. Lee, E.G. Adelberger, T.S. Cook, S.M. Fleischer, B.R. Heckel
arXiv:2002.11761 [hep-ex]
https://arxiv.org/abs/2002.11761

The Eöt-Wash Group
https://www.npl.washington.edu/eotwash/inverse-square-law

GRANDES MISTERIOS DEL UNIVERSO CON MORGAN FREEMAN ( hay mas de 3 dimensiones ? )
https://www.youtube.com/watch?v=5_7l1rug2VQ

Physics for the 21st Century
https://www.learner.org/series/physics-for-the-21st-century/gravity/gravity-video/

Sobre las imágenes
Imágenes de J.G.Lee y otros, The Eöt-Wash Group.
Captura de imagen de video de Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics Science Media Group in association with the Harvard University Department of Physics.

No hay comentarios.:

Publicar un comentario

Anillo astronómico

Anillo Astronómico
[ Únete | Listado | Al azar | <<> | Siguiente >> ]