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miércoles, 3 de agosto de 2011

EL FINAL DE LA DIMENSION TEMPORAL

¿Alguna vez te has preguntado qué sucedería si de pronto se terminase la dimensión temporal? Un nuevo experimento lo revela. Una de las áreas más apasionantes de la ciencia es el emergente campo de los análogos del espacio-tiempo. Ésta es la disciplina en la cual los físicos juegan con sistemas que tienen un vínculo matemático formal con la relatividad general.

Por ejemplo, los cambios en la forma en que se mueven los electrones dentro del grafeno cuando se enfría, son idénticos a los cambios que pueden haber ocurrido en el universo poco después del Big Bang. Por lo que los físicos pueden usar gráficos de enfriamiento para poner a prueba teorías sobre el comportamiento de los inicios del universo.

Otro ejemplo es la analogía matemática formal entre el comportamiento de la luz en el espacio eletromagnético y en el espacio-tiempo. Esto es interesante debido a que los físicos recientemente han aprendido a manipular el espacio electromagnético usando metamateriales. Esto les ha permitido crear equivalentes electromagnéticos de la espuma cuántica, el Big Bang e incluso todo un multiverso.
Todos estos experimentos son asombrosos (como crear un agujero negro en el laboratorio). Por esto es por lo que es difícil superarlos. Pero a Igor Smolyaninov de la Universidad de Maryland le gusta intentarlo. El explica cómo ha creado un experimento que modela el final del tiempo.

Los metamateriales pueden crearse para que se comporten como espacios comunes con dos dimensiones del espacio y una temporal. Pero también pueden crearse para que se comporten como otros tipos de espacios, con dos dimensiones del tiempo y una espacial, por ejemplo.
Smolyaninov señala que una situación interesante aparece cuando estos dos materiales se colocan uno a continuación de otro. Si una dimensión del tiempo es perpendicular a una dimensión del espacio, simplemente llega a un callejón sin salida. En otras palabras, se acaba el tiempo.

“Esta situación (que no puede darse en la relatividad general clásica) puede conocerse como ‘final del tiempo’”, dice en un artículo junto a un par de colegas.
No contentos con simplemente pensar sobre tal escenario, han ido más lejos y lo construyeron usando un plástico llamado polimetil metacrilato o PMMA, depositado en bandas sobre una película de oro. La luz toma la forma de plasmones que se mueven sobre la superficie.
Pero, ¿qué pasa al final del tiempo? Smolyaninov dice que el campo electromagnético simplemente diverge, lo que es un poco desalentador en un experimento tan lleno de potencial para la ciencia ficción.

Otro estudio, que se publica en el último número de Nature Physics y en el que también han participado los Nobel de Física 2010 Andre Geim y Konstantin Novoselov, vuelve a demostrar que los electrones de este material se comportan de forma similar a las partículas de alta energía que se estudian en el LHC y en otros laboratorios.

El grafeno es un material bidimensional, a caballo entre un metal y un semiconductor, compuesto por una sola capa de átomos de carbono colocados en una red hexagonal. Se caracteriza por tener el espesor mínimo permitido por las leyes de la física y por ciertas deformaciones que dan lugar a campos magnéticos muy elevados. Cuando Geim y Novoselov, de la Universidad de Manchester, consiguieron aislar grafeno en 2004, abrieron también las puertas al conocimiento de estas y otras propiedades únicas, entre las que también se incluyen la gran velocidad que alcanzan los electrones y la alta calidad de los cristales.

“El trabajo resalta el parecido entre el grafeno y las partículas elementales. La medida y explicación de lo que pasa en este material es más simple y directa que en los trabajos de física de altas energías. Además, los efectos que se observan en el grafeno se pueden estudiar en un rango mayor de energías”, ha destacado Guinea, investigador del CSIC en el Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid, que lleva años estudiando las propiedades de este material.

Los investigadores han observado que la velocidad de los electrones que viajan en la red hexagonal del grafeno es mayor cuanto menor es su energía, “un efecto muy parecido al que se produce en las partículas elementales relativistas”, aquellas que se mueven a velocidades cercanas a la de la luz y que no tienen masa como, por ejemplo, los fotones. La ecuación matemática que sirve para describir ambos fenómenos es, por tanto, la misma.

“Estos electrones se comportan como si estuviesen en el vacío y tuviesen masa 0, por cómo se difractan a través de la red cristalina. La velocidad es 300 veces menor que la de la luz, de un millón de metros por segundo”, explica Guinea. Según el investigador del CSIC, “la ventaja es que estos efectos se pueden estudiar con más detalle y precisión que en los grandes aceleradores, porque es mucho más fácil hacer experimentos con grafeno”.


Seguiremos investigando y divulgando desde este lugar en el espacio-tiempo cibernetico antes que se acabe......

"El tiempo es el mejor autor; siempre encuentra un final perfecto".Charles Chaplin


"End of transmission"






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