Detectan la radiación de Hawking

Una de las consecuencias más interesantes del principio de incertidumbre de Heisenberg es la existencia de las llamadas “fluctuaciones cuánticas del vacío”. La teoría predice que durante brevísimos instantes se forman en el vacío pares partícula-antipartícula, y que cuando esto ocurre en los alrededores de un agujero negro, la intensa gravedad de este puede capturar una de ellas mientras que la otra escapa. Esa radiación, llamada “radiación de Hawking”, ha sido detectada por un equipo de físicos en un laboratorio.

La física cuántica es una verdadera caja de sorpresas. Cuando pensamos en el “espacio vacío” tendemos a imaginarnos un sitio en el que, como su nombre sugiere, no hay nada. Sin embargo, además de los ocasionales átomos de hidrógeno que se encuentran en cada rincón del universo, parece que una verdadera sopa de partículas virtuales bulle continuamente en él. Según se desprende de lo enunciado por Werner Karl Heisenberg en su “principio de incertidumbre”, y a pesar del famoso credo que reza “nada se crea ni nada se destruye”, en el vacío pueden surgir espontáneamente pares partícula-antipartícula. Estas “partículas virtuales”  pueden aparecer “de la nada” tomado prestada energía al vacío, energía que debe devolverse rápidamente. Tanto el tiempo como la cantidad de energía de la que estamos hablando son sumamente pequeños. Si bien un físico que lea este párrafo puede terminar con un agudo dolor de estómago, no hay muchas maneras de explicar esto sin utilizar formulas demasiado complejas para el común de los mortales. Lo interesante de estos pares de partículas es que no siempre tienen la posibilidad de aniquilarse mutuamente.

Imaginemos que nuestras amigas virtuales tienen la “suerte” de aparecer espontáneamente en los alrededores de un agujero negro. Más que en los alrededores, en la región exacta en que se encuentra su horizonte de sucesos. A pesar de que la probabilidad es baja, es posible que uno de los miembros de este par de partículas se forme en el interior del agujero y la otra en el exterior del mismo. Cuando esto ocurre, la primera se precipitaría dentro del campo gravitatorio del agujero mientras que la segunda puede escapar alegremente del mismo. Antes que comiences a pensar que el balance neto de energía es diferente de cero -al fin y al cabo una partícula se ha “creado de la nada” y escapado a su destrucción-, recuerda que la que ha caído en el agujero terminará aniquilándose con otra en su interior, dando como resultado una disminución de masa de éste, por lo que todo se mantiene dentro de las leyes físicas conocidas. Pero lo que nos interesa hoy es la partícula que logra escapar de la destrucción.

Belgiorno ha producido radiación de Hawking disparando un pulso láser.

Todas esas partículas que “escapan” del horizonte de sucesos del agujero negro constituyen la llamada “radiación de Hawking”. Recibe este nombre debido a que el famoso físico inglés Stephen Hawking postuló su existencia por primera vez en 1976, luego de haberse “inspirado” en 1973 durante un viaje a Moscú. En ese viaje, Hawking se reunió con dos científicos de esa nación -Yakov Zeldovich  y Alexander Starobinsky- quienes le demostraron que, de acuerdo con el principio de incertidumbre de la mecánica cuántica, los agujeros negros en rotación deberían crear y emitir partículas. Lamentablemente, la distancia que nos separa de los agujeros negros conocidos y la baja intensidad de esa radiación hace que nunca haya sido posible detectarla. Sin embargo, un artículo aparecido en estos días da cuenta que ese fenómeno ha sido reproducido -por primera vez- en un laboratorio. Se trata de el equipo liderado por Franco Belgiorno, de la Universidad de Milan, que ha producido radiación de Hawking disparando un pulso láser de gran potencia a través de un material no lineal, es decir, uno en el que la propia luz puede cambiar el índice de refracción del medio. Si bien no hay un agujero negro implicado, la radiación es la misma: otros físicos ya habían demostrado antes que estas singularidades no eran las únicas capaces de formar horizontes de sucesos. Cualquier medio en el que viajen ondas a su través puede crear un horizonte de sucesos y, como acaban de probar, emitir radiación de Hawking.

Según  Belgiorno, cuando el pulso de luz se propaga por el material, se produce el cambio en el índice de refracción que crea una especie de “onda arco” en la que el índice de refracción mayor al del material que lo rodea. Esto provoca que la luz se ralentice, y como explica el físico, “eligiendo las condiciones apropiadas, es posible conseguir llevar a la luz a una parada”. Todo esto crea un límite que la luz no puede atravesar, algo que los físicos denominan “horizonte de sucesos de agujero blanco”, el inverso a un agujero negro. A pesar de lo que se podría deducir a partir de su nombre, estos “agujeros blancos” no son tan diferentes de los agujeros negros, al punto en que el mismo Hawking afirma que son formalmente equivalentes. Los pares de partículas que se forman en este tipo de horizontes se comportan de la misma forma que los que se crean en los alrededores de un agujero negro “normal”. Si un miembro del par atraviesa el horizonte, no puede seguir adelante y se ve atrapada, mientras que la otra escapa a la aniquilación y es libre de irse. El resultado de todo esto es que en el horizonte parecen generarse partículas cuánticas.

La “radiación de Hawking” ha sido detectada en un laboratorio.

Llegados a este punto, y antes de salir corriendo a la calle para festejar semejante descubrimiento, hay que aclarar que el artículo ha sido publicado en un sitio en el que cualquiera puede publicar su trabajo, sin que sea necesaria una comprobación por otro equipo de científicos independiente. No estamos tratando de decir que  Belgiorno y su gente no hayan dado con esta especie de “Santo Grial” de la física, sino que -como mínimo- aún es demasiado pronto como para afirmar categóricamente que la radiación detectada es efectivamente radiación de Hawking y no algo diferente. Como sea, es muy posible que en los próximos días la prensa se haga eco de este trabajo de forma masiva, y que el resto de la comunidad científica emita su opinión al respecto. Mientras tanto, nos alegramos de estar un poco más cerca de la comprensión de este extraño mecanismo cuántico.

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  • Ardemion

    wooo, simplemente maravilloso x).
    amo estos articulos, sigan así

    saludos

  • hugo luchetti

    Agujeros negros-blancos como creaciòn-destrucciòn o partìcul-antipartìcula, de algun modo està descripto en la memoria ancestral en todo juego donde su usan "tableros" donde fichas avanzan en direcciones opuestas y los cuadrados del tablero son zonas blancas y negras. Las fichas o partìculas son "comidas" y retiradas del juego Tambièn lo describe el sìmbolo ying-yang, pero en forma giratoria. Chau.

    • kaeltas

      no entendiste nada verdad?

      • firefox_ax

        me perdi en la parte de las fichas xd

    • AdlF14

      k rayos quisiste decir????

    • cronosferatu

      Trata de explicar el equilibrio que hay entre agujeros negros y blancos, pero al parecer no leyó el articulo.

    • jose

      jajaja que chistoso

    • therry

      creo que el pobre iba comentar en otro articulo, pero accidentalmente dejo su comentario aqui…jajajaja(mentira man, si te entendi XD)

  • juas

    Un articulo genial que no nos trata como si fueramos tontos.

    • Horus

      CAAAAAAAAAAAALMAAAAAAAAAAATEEEEEEEEEEEEEEEEEE, que no es por quitarte las ilusiones pero aqui yo no vi ninguna larga formula y yo lo entendi muy bien y no tengo ningun tipo de relacion academica en este campo…

  • cronosferatu

    Ahora solo falta descubrir de donde vienen esas partículas. Por que la ”teoría” de que se crean de la ”nada” no me la tomo ni en mi sopa favorita.

    • cronosferatu

      Ahora me doy cuenta que se crean a partir de energía del vacío (?)…

      =s

    • 5LAY3R95

      vienen de la energía… según la ecuación de equivalencia entre masa y energía e=mc^2
      la mitad de la energía se convierte en una partícula; y la otra mitad, en su antipartícula

      • HAG

        y de donde viene la energia?
        y de donde viene lo que hace q exista lo q hace q exista la energiia

        y………… de donde viene dios?

        es increíble, pero cuando nos preguntamos estas cosas, nos agarra como un torbellino y luego un colapso de ideas, q lógicamente derivan en la nada.

        y que dudo mucho que alguna vez alguien obtenga las respuestas…..

        o….facil, estan ahi, y punto

      • cronosferatu

        Pero se supone que en el vacío no hay materia ni energía, entonces de donde viene esa energia (?).

        Dimensiones paralelas??

      • shorty

        ¿quien es ese "Dios" que mencionas?…

  • anonimus

    pues yo creo mas no se que de alguna manera la "nada" tiene que ser a su vez algo que creo seria como alguna antidistorcion del espacio tiempo asi como algo (masa,onda que se yo) es la distorcion del espacio tiempo que hace que sea lo que es,jajaja parece loco pero enverdad me gustaria estudiar una carrera de fisica. Buen articulo pero se pasaron al poner que no proviene de fuente 100% confiable, de todos modos me entretuvo un rato, ahora como dice mi maestra de aleman "meditationen wir" (quien sabe si sera aleman jaja)

  • masterjedi

    hawking tenia razon. eso significa que no existe dios.

  • Mequejo

    Esto ya lo comenté hace tiempo en otra noticia. Lo que nosotros normalmente entendemos del vacío es la ausencia de todo (un espacio en el que no haya ninguna partícula y con una temperatura de cero absoluto). Pero aun en esas condiciones el vacío tiene cierta energía, a partir de la cual se producen las fluctuaciones del vacío que dan lugar al "efecto casimir".

    Para más información le pueden echar un vistazo a esta página http://axxon.com.ar/zap/c-zapping0153.htm

    Las partículas virtuales que se crean del vacío se crean a partir de la energía del vacío, pero esa energía ha de ser devuelta al vacío para mantener el equilibrio. Cuando un agujero negro absorve una partícula virtual su antipartícula virtual pasa a ser una partícula real y, para que el equilibrio se mantenga, es el propio agujero negro quien cede parte de su energía para que esa partícula exista. Este fenómeno se conoce como evaporación de agujero negro y está íntimamente relacionado con la radiación de hawking.

    La evaporación de agujeros negros y la radiación de hawking aun no están probadas pero si se demuestra habremos avanzado mucho en el entendimiento de estos increíbles fenómenos cosmológicos.

    Espero que este humilde servidor les haya podido aclarar algo de estos fenómenos. Cuídense 😉

    • cronofear

      Me aclaraste esa duda. Al termino ”vacío” lo tomaba como un lugar totalmente aislado de energía y materia. ?Entonces si esto es cierto, sera verdad que el universo no es ”infinito” y que en realidad estamos dentro de una gran ”burbuja”??… Por que si fuera infinito es lógico pensar que hay lugares absolutamente vacíos.

      • Mequejo

        Uffff, en lo de la finitud o infinitud del universo si que no te puedo ayudar porque es un tema muy discutido en la comunidad científica en le que aún no hay consenso. Hay múltiples teorías sobre eso, unas dicen que el universo es infinito, otras dicen que es finito y similar a una burbuja como comentas (universo simplemente conexo) y otras que es finito pero que no tiene ningún borde (universo multiplemente conexo). La última es una de las más aceptadas ya que el principio cosmológico enunciado por Einstein dice que el universo es homogéneo e isótropo (es igual en cualquiera de sus puntos y parece el mismo mires en la dirección que mires).

        Todo esto es bastante complicado y la verdad no deberías comerte mucho la cabeza con esto, al menos hasta que haya un consenso científico al respecto.

        Saludos 😉

  • Homer

    Bueno yo la verdad no entendi, como es eso que el comisionado de asuntos internos atrapa a su secretaria teniendo sexo sobre el escritorio en su propia oficina?, ademas ese cuento que estaba sobandole la espalda no se lo cree nadie, y cuando atrapan a esos policias corruptos, la verdad no entiendo nada de nada. WAAA POR QUE NO LEI EL LIBRO DEL PARALITICO ESE, WAAAA

  • Ciudadano

    Sólo así avanza el conocimiento, polemizando. Teorizar a veces puede ser entretenido, siempre nos abruma lo práctico.

  • iñigo

    No me he enterado de nada…

  • Juan

    AL final y al principio, el todo, busca el equilibrio. Tan solo cuando la electricidad que portamos se desvanezca y se una con el todo, nuestros recuerdos daran buena cuenta de respuestas, hawking tiene razon, el alma es luz y como luz se unira con el todo, materia y antimateria, el que podamos reportarlo despues de muertos, a eso, a eso yo si que la llamaria azaña. Podemos a traves de las matematicas comprobar cosas, algunas respuestas sueltas, pero no podemos saberlo todo, no en esta vida. Un saludo a todos.