Premio Nobel de Física, 2017: Detectores de ondas en el espacio-tiempo
La Academia Sueca enmienda la 'señorita' de 2016, reconoce a los Laureados 'las contribuciones decisivas al detector de Ligo y la observación de ondas gravitacionales', una reivindicación de la predicción de Einstein y lo más importante en física desde el descubrimiento del bosón de Higgs.
Los físicos del Instituto de Tecnología de California Kip S. Thorne (R) y Barry C.Barish asisten a una conferencia de prensa después de ganar el Premio Nobel de Física 2017, que comparten con Rainer Weiss del MIT, en Pasadena, California, EE. UU. El 3 de octubre de 2017. ( Foto de Reuters) Cuando Estocolmo llamó a Michael Rosbash el lunes para decirle que había ganado el Premio Nobel de Fisiología y Medicina por descubrir la base física del reloj biológico, respondió: Estás bromeando. Quizás estaba asombrado porque el premio fue asincrónico: su trabajo crucial se realizó hace mucho tiempo. El año pasado, también, la Fundación Nobel había demostrado que estaba fuera de fase con el mundo al honrar el trabajo teórico en la topología de la materia, ignorando el Observatorio de Ondas Gravitacionales del Interferómetro Láser (Ligo), que había detectado ondas gravitacionales 12 meses antes de la ceremonia. Vindicar una predicción hecha por Einstein hace un siglo, siguiendo la teoría de la relatividad general, fue lo más importante en física desde el descubrimiento del bosón de Higgs. Para disgusto general y deleite de los corredores de apuestas, Ligo no obtuvo el premio.
En 2017, la Real Academia Sueca de Ciencias hizo las paces al honrar al liderazgo de Ligo: Rainer Weiss, quien diseñó el instrumento más sensible jamás fabricado por la raza humana, Kip S Thorne, quien redujo las señales y frecuencias para las que fue diseñado. y Barry C Barish, quien construyó el proyecto de forma práctica.
¿Qué vio exactamente Ligo, o escuchó, para ser precisos, desde que la firma de la primera onda de gravedad detectada el 15 de septiembre de 2015 se tradujo en un sonido que estaba entre un chirrido y un ping?
Los laboratorios LIGO en Hanford, Washington (Cortesía de Caltech / MIT / LIGO Laboratory) Escuchó la colisión de dos agujeros negros masivos que habían girado uno alrededor del otro a velocidades maníacas y luego chocaron hace 1.300 millones de años, cuando la vida en la Tierra apenas había comenzado. El incidente cósmico no fue visible, ya que la luz no puede escapar del horizonte de sucesos de un agujero negro, pero puede inferirse por radiación en las proximidades de la vorágine de materia y energía. También propaga ondas gravitacionales, ondas que se propagan a la velocidad de la luz a través del tejido del espacio-tiempo. Cuando los primeros Homo sapiens caminaron por las llanuras de África hace milenios, las ondas atravesaban la Nube de Magallanes y llegaron a la Tierra en septiembre de 2015, produciendo pequeñas perturbaciones en los interferómetros láser de Ligo en los estados de Luisiana y Washington, además del instrumento Virgo en Italia. . Produjo un pequeño chirrido que sacudió el mundo de la física cuántica.
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Durante años, hasta el descubrimiento del bosón de Higgs, hubo una crisis en la física. El método de la ciencia consiste en desarrollar la teoría y luego confirmarla en el laboratorio. Sin el segundo paso, la teoría permanece sin verificar. El bosón de Higgs fue el último elemento del modelo estándar de física que permaneció inadvertido en la naturaleza. Así que la teoría se construyó sobre la teoría durante años y el laboratorio quedó muy atrás. ¿Quizás todo estaba siendo construido sobre arena?
Con el descubrimiento del bosón de Higgs, el laboratorio se puso al día y la teoría fue reivindicada. Sin embargo, la predicción centenaria de ondas gravitacionales permaneció sin probar; de hecho, se remonta al postulado de Henri Poincaré de 1905. Ahora, Ligo ha proporcionado otra garantía de la permeabilidad del modelo estándar. Las ondas gravitacionales se infirieron antes, y Russel A Hulse y Joseph H Taylor Jr ganaron un Nobel por ello en 1993. Pero Ligo hizo la primera observación directa de una onda gravitacional, produciendo una contracción en un instrumento.
De cara al futuro, la astronomía de ondas gravitacionales dará a la humanidad acceso a partes del espacio y el tiempo que han permanecido invisibles. A diferencia de la radiación electromagnética como la luz, que atraviesa el espacio-tiempo, son ondas dentro del tejido mismo del espacio-tiempo. No están esparcidos por la materia y permitirán que los instrumentos se adentren increíblemente en los abismos del espacio y, en consecuencia, muy atrás en el tiempo. Las partes del universo que han permanecido oscuras para los telescopios ópticos y radiotelescopios ahora serán visibles. Los agujeros negros y las estrellas de neutrones, cuerpos tan densos que una cucharada de su sustancia pesaría tanto como la Tierra, revelarán secretos nunca antes vistos.
Cualquier cosa con masa produce ondas gravitacionales cuando acelera. Produces montones de ondas gravitacionales cada vez que bailas, pero no son lo suficientemente fuertes como para ser captadas por instrumentos. Pero cualquier cosa con una masa gigantesca, como un agujero negro o una estrella de neutrones, generaría ondas mensurables, haciendo visibles fenómenos hasta ahora ocultos. En el pasado, se enviaron telescopios al espacio para obtener una vista más clara del universo, sin obstáculos por el polvo, las nubes y la radiación de fondo de la civilización. El más conocido es el telescopio Hubble, y uno de sus pares incluso busca ondas gravitacionales: el LISA Pathfinder de la Agencia Espacial Europea. Pero dado que las ondas gravitacionales no se dispersan, lógicamente se podría enterrar un detector en una mina de carbón y seguiría viendo la luz de estrellas distantes, en su propio espectro, no en el de la luz visible. En un futuro increíblemente cercano, esta forma de telescopía abrirá un nuevo ojo sobre el espacio y el tiempo, y nos permitirá ver el universo como nunca antes se había visto, en la miríada de colores invisibles del arco iris de la gravedad.
Los laboratorios LIGO en Livingston, Louisiana. Los tres premios Nobel de Física 2017 son descritos por LIGO como sus fundadores y sus mayores y más antiguos campeones. (Cortesía de Caltech / MIT / LIGO Laboratory) GANADORES 2016: En los 1970s, MICHAEL KOSTERLITZ & DAVID THOULESS revocó entonces la teoría actual de que la superconductividad o suprafluidez no podía ocurrir en capas delgadas. Demostraron que la superconductividad podría ocurrir a bajas temperaturas y también explicaron el mecanismo, la transición de fase, que hace que la superconductividad desaparezca a temperaturas más altas. En los 80s, DUNCAN HALDANE descubrió cómo los conceptos topológicos pueden explicar las propiedades de las cadenas de pequeños imanes que se encuentran en algunos materiales.
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