F\u00edsicos del Joint Quantum Institute (JQI) de la Universidad de Maryland han explorado la posibilidad imaginativa de que nuestra realidad es solo la mitad de un par de mundos que interact\u00faan.<\/p>\n
A los f\u00edsicos a veces se les ocurren historias locas que suenan a ciencia ficci\u00f3n. Algunos resultan ser ciertas, como que la curvatura del espacio y el tiempo descrita por Einstein finalmente fue confirmada por mediciones astron\u00f3micas. Otros permanecen como meras posibilidades o curiosidades matem\u00e1ticas.<\/p>\n
En un nuevo art\u00edculo en Physical Review Research, el becario de JQI Victor Galitski y la estudiante graduada de JQI Alireza Parhizkar presentan un modelo matem\u00e1tico que puede proporcionar una nueva perspectiva para observar las caracter\u00edsticas fundamentales de la realidad, incluido por qu\u00e9 nuestro universo se expande de la manera en que lo hace y c\u00f3mo se relaciona con las longitudes m\u00e1s min\u00fasculas permitidas en la mec\u00e1nica cu\u00e1ntica. Estos temas son cruciales para comprender nuestro universo y forman parte de uno de los grandes misterios de la f\u00edsica moderna.<\/p>\n
La pareja de cient\u00edficos tropez\u00f3 con esta nueva perspectiva cuando investigaban sobre l\u00e1minas de grafeno: capas at\u00f3micas individuales de carbono en un patr\u00f3n hexagonal repetitivo. Se dieron cuenta de que los experimentos sobre las propiedades el\u00e9ctricas de l\u00e1minas de grafeno apiladas produc\u00edan resultados que parec\u00edan peque\u00f1os universos y que el fen\u00f3meno subyacente podr\u00eda generalizarse a otras \u00e1reas de la f\u00edsica. En las pilas de grafeno, surgen nuevos comportamientos el\u00e9ctricos de las interacciones entre las hojas individuales, por lo que tal vez la f\u00edsica \u00fanica podr\u00eda surgir de manera similar de las capas que interact\u00faan en otros lugares, tal vez en las teor\u00edas cosmol\u00f3gicas sobre todo el universo.<\/p>\n
\u00abCreemos que esta es una idea emocionante y ambiciosa\u00bb, dice en un comunicado Galitski, quien tambi\u00e9n es profesor de F\u00edsica Te\u00f3rica. \u00abEn cierto sentido, es casi sospechoso que funcione tan bien al \u2018predecir\u2019 de forma natural las caracter\u00edsticas fundamentales de nuestro universo, como la inflaci\u00f3n y la part\u00edcula de Higgs, como describimos en una preimpresi\u00f3n de seguimiento\u00bb.<\/p>\n
Las propiedades el\u00e9ctricas excepcionales del grafeno apilado y la posible conexi\u00f3n con nuestra realidad de tener un gemelo provienen de la f\u00edsica especial producida por patrones llamados patrones muar\u00e9. Los patrones de muar\u00e9 se forman cuando dos patrones repetidos, desde los hex\u00e1gonos de los \u00e1tomos en las hojas de grafeno hasta las rejillas de las pantallas de las ventanas, se superponen y una de las capas se tuerce, se desplaza o se estira.<\/p>\n
Los patrones que emergen pueden repetirse a lo largo de mucho tiempo en comparaci\u00f3n con los patrones subyacentes. En las pilas de grafeno, los nuevos patrones cambian la f\u00edsica que se desarrolla en las l\u00e1minas, en particular, el comportamiento de los electrones. En el caso especial llamado \u00abgrafeno de \u00e1ngulo m\u00e1gico\u00bb, el patr\u00f3n muar\u00e9 se repite en una longitud que es unas 52 veces mayor que la longitud del patr\u00f3n de las hojas individuales, y el nivel de energ\u00eda que gobierna el comportamiento de los electrones cae precipitadamente, lo que permite nuevos comportamientos, incluida la superconductividad.<\/p>\n
Galitski y Parhizkar se dieron cuenta de que la f\u00edsica en dos l\u00e1minas de grafeno podr\u00eda reinterpretarse como la f\u00edsica de dos universos bidimensionales donde los electrones ocasionalmente saltan entre universos. Esto inspir\u00f3 a la pareja a generalizar las matem\u00e1ticas para aplicarlas a universos hechos de cualquier n\u00famero de dimensiones, incluido el nuestro propio de cuatro dimensiones, y a explorar si un fen\u00f3meno similar resultante de patrones muar\u00e9 podr\u00eda aparecer en otras \u00e1reas de la f\u00edsica. Esto inici\u00f3 una l\u00ednea de investigaci\u00f3n que los puso cara a cara con uno de los principales problemas de la cosmolog\u00eda.<\/p>\n
\u00abDiscutimos si podemos observar la f\u00edsica muar\u00e9 cuando dos universos reales se fusionan en uno\u00bb, dice Parhizkar. \u00ab\u00bfQu\u00e9 quieres buscar cuando haces esta pregunta? Primero tienes que saber la escala de longitud de cada universo\u00bb.<\/p>\n
Una escala de longitud, o una escala de un valor f\u00edsico en general, describe qu\u00e9 nivel de precisi\u00f3n es relevante para lo que sea que est\u00e9 mirando. Si est\u00e1s aproximando el tama\u00f1o de un \u00e1tomo, entonces importa una diez mil millon\u00e9sima parte de un metro, pero esa escala es in\u00fatil si est\u00e1s midiendo un campo de f\u00fatbol porque est\u00e1 en una escala diferente. Las teor\u00edas de la f\u00edsica ponen l\u00edmites fundamentales a algunas de las escalas m\u00e1s peque\u00f1as y m\u00e1s grandes que tienen sentido en nuestras ecuaciones.<\/p>\n
La escala del universo que preocupaba a Galitski y Parhizkar se llama longitud de Planck y define la longitud m\u00e1s peque\u00f1a que es consistente con la f\u00edsica cu\u00e1ntica. La longitud de Planck est\u00e1 directamente relacionada con una constante, llamada constante cosmol\u00f3gica, que se incluye en las ecuaciones de campo de la relatividad general de Einstein. En las ecuaciones, la constante influye en si el universo, fuera de las influencias gravitatorias, tiende a expandirse o contraerse.<\/p>\n
Esta constante es fundamental para nuestro universo. Entonces, para determinar su valor, los cient\u00edficos, en teor\u00eda, solo necesitan mirar el universo, medir varios detalles, como qu\u00e9 tan r\u00e1pido se alejan las galaxias, conectar todo en las ecuaciones y calcular cu\u00e1l debe ser la constante.<\/p>\n
Este sencillo plan se enfrenta a un problema porque nuestro universo contiene efectos tanto relativistas como cu\u00e1nticos. El efecto de las fluctuaciones cu\u00e1nticas en el vasto vac\u00edo del espacio deber\u00eda influir en los comportamientos incluso a escalas cosmol\u00f3gicas. Pero cuando los cient\u00edficos intentan combinar la comprensi\u00f3n relativista del universo que nos dio Einstein con las teor\u00edas sobre el vac\u00edo cu\u00e1ntico, se encuentran con problemas.<\/p>\n
Uno de esos problemas es que cada vez que los investigadores intentan usar observaciones para aproximar la constante cosmol\u00f3gica, el valor que calculan es mucho m\u00e1s peque\u00f1o de lo que esperar\u00edan en base a otras partes de la teor\u00eda. M\u00e1s importante a\u00fan, el valor salta dram\u00e1ticamente dependiendo de la cantidad de detalles que incluyan en la aproximaci\u00f3n en lugar de centrarse en un valor constante. Este desaf\u00edo persistente se conoce como el problema de la constante cosmol\u00f3gica o, a veces, la \u00abcat\u00e1strofe del vac\u00edo\u00bb.<\/p>\n
\u00abEsta es la inconsistencia m\u00e1s grande, con mucho la m\u00e1s grande, entre la medici\u00f3n y lo que podemos predecir mediante la teor\u00eda\u00bb, dice Parhizkar. \u00abSignifica que algo anda mal\u00bb.<\/p>\n
Dado que los patrones muar\u00e9 pueden producir diferencias dram\u00e1ticas en las escalas, los efectos muar\u00e9 parec\u00edan una lente natural para ver el problema. Galitski y Parhizkar crearon un modelo matem\u00e1tico (al que llaman gravedad muar\u00e9) tomando dos copias de la teor\u00eda de Einstein de c\u00f3mo cambia el universo con el tiempo e introduciendo t\u00e9rminos adicionales en las matem\u00e1ticas que permiten que las dos copias interact\u00faen. En lugar de mirar las escalas de energ\u00eda y longitud en el grafeno, estaban mirando las constantes cosmol\u00f3gicas y las longitudes en los universos.<\/p>\n
Jugando con su modelo, demostraron que dos mundos que interact\u00faan con grandes constantes cosmol\u00f3gicas podr\u00edan anular el comportamiento esperado de las constantes cosmol\u00f3gicas individuales. Las interacciones producen comportamientos regidos por una constante cosmol\u00f3gica efectiva compartida que es mucho m\u00e1s peque\u00f1a que las constantes individuales. El c\u00e1lculo de la constante cosmol\u00f3gica efectiva evita el problema que tienen los investigadores con el valor de sus aproximaciones saltando porque con el tiempo las influencias de los dos universos en el modelo se anulan entre s\u00ed.<\/p>\n
Fuente: europapress.es<\/strong><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" F\u00edsicos del Joint Quantum Institute (JQI) de la Universidad de Maryland han explorado la posibilidad imaginativa de que nuestra realidad es solo la mitad de un par de mundos que interact\u00faan.<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":27086,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[358],"tags":[],"class_list":["post-27085","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-materiales"],"yoast_head":"\n