Científicos del Fermilab, ponen a prueba la Teoría del universo holográfico.

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¿Es nuestra realidad sólo una ilusión holográfica? Para algunos puede que la simple pregunta les parezca algo descabellada pero no para los científicos del Laboratorio Nacional Fermi o Fermilab, un laboratorio de física de altas energías que cuenta con el segundo acelerador de partículas más potente del mundo, el Tevatron, ya que actualmente está realizando un experimento único que pretende poner a prueba el principio holográfico.

Vista aérea del Fermilab.  El primer anillo es el Inyector Principal, el segundo es el Tevatrón.

Vista aérea del Fermilab. El primer anillo es el Inyector Principal, el segundo de más de 6 kilómetros de circunferencia,  es el Tevatrón.

Como personajes de un programa de televisión que no saben que su aparente mundo tridimensional sólo existe en una pantalla bidimensional, nosotros podríamos estar ignorando que nuestro espacio tridimensional es sólo una ilusión. La información de todo lo que existe en el universo podría en realidad estar codificada en pequeños paquetitos bidimensionales.

Si se acercan lo suficiente a la pantalla del televisor verán píxeles, pequeños puntos de información que si nos alejamos forman una imagen continua. Los científicos piensan que la información en el Universo podría estar almacenada de igual forma, y que el tamaño de cada pixel que forma el espacio, sería 10 billones de billones de veces más pequeño que un átomo.

Según lo explica Craig Hogan, director del Centro de Astrofísica de Partículas del Fermilab, y desarrollador de la Teoría del Ruido Holográfico, lo que se está buscando es saber si el espacio-tiempo es un sistema cuántico como lo es la materia. Y de llegar a confirmarse, esto cambiaría completamente la forma en cómo veníamos percibiendo el Universo durante miles de años.

La teoría cuántica sugiere que es imposible saber al mismo tiempo la locación exacta y la velocidad de las partículas subatómicas. Si el espacio está formado por una especie de bits bidimensionales, con una información limitada sobre la ubicación exacta de los objetos, entonces el espacio mismo, podría estar incluido dentro de esta teórica de la incertidumbre.  De igual forma que la materia continúa vibrando (en forma de ondas cuánticas), aún cuando está congelada a cero absoluto, este espacio digitalizado debería producir vibraciones aún en su estado más bajo de energía.

Esencialmente lo que el experimento pretende es probar la habilidad del universo de almacenar información. Si hay un grupo de bits que te dice dónde está algo, eventualmente resultará imposible encontrar más información específica sobre la localización, al menos en principio. El instrumento que se está utilizando para encontrar estos límites es el Interferómetro Holográfico, o también conocido como el Holómetro del Fermilab, el instrumento más sensible que se ha creado para medir la vibración del espacio mismo.

Ahora que está operando a su máxima capacidad, el Holómetro usa un par de interferómetros colocados uno cerca del otro. Cada uno envía un rayo de láser de un kilowatt (equivalente a 200 000 punteros láser) hacia un bifurcador de rayos y luego hacia dos brazos perpendiculares de 40 metros. La luz es entonces reflejada nuevamente hacia el bifurcador láser donde los dos rayos se recombinan, creando fluctuaciones y destellos en caso de haber movimiento. Los investigadores analizan estas fluctuaciones en la luz de retorno para ver si el rayo bifurcador se mueve en alguna dirección, siendo llevado por la vibración del espacio mismo.

Un científico del Fermilab trabaja con los rayos láser en el corazón del  Holómetro; el cual usará dos interferómetros láser idénticos para probar si el Universo es un holograma bidimensional.

Un científico del Fermilab trabaja con los rayos láser en el corazón del Holómetro; el cual usará dos interferómetros láser idénticos para probar si el Universo es un holograma bidimensional.

El ruido holográfico, se espera que este presente en todas las frecuencias, pero los científicos deben estar alertas para no ser engañados por otras fluctuaciones creadas por otras fuentes. El Holómetro está analizando una frecuencia tan alta (millones de ciclos por segundo) que los movimientos normales de la materia no deberían causar problemas. Sin embargo el ruido de fondo dominante se debe a menudo a las ondas de radio emitidas por los aparatos eléctricos cercanos. Sin embargo este experimento está diseñado para identificar y eliminar este ruido proveniente de fuentes convencionales.

Como apunta el físico del Fermilab, Aaron Chou, director del proyecto del Holómetro, “si se encuentra ruido que no se puede eliminar, significaría que se podría haber detectado algo fundamental acerca de la naturaleza, el ruido intrínseco del espacio-tiempo, lo cual sería un momento muy emocionante para la física. Un resultado positivo abrirá toda una nueva serie de cuestionamientos acerca de cómo el funciona el espacio.”

Se espera que este experimento comience a dar los primeros datos el próximo año.

En este experimento trabajan 21 científicos y estudiantes del Fermilab, del Instituto Tecnológico de Massachusetts, la Universidad de Chicago, y la Universidad de Michigan.

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