Tendencias21
El Universo está realmente reflejado en un grano de arena

El Universo está realmente reflejado en un grano de arena

Científicos norteamericanos han encontrado comportamientos similares entre los granos de arena y las partículas elementales que formaban parte del Universo en los primeros momentos de su existencia. No sólo han comprobado que la materia compacta puede comportarse como un líquido, sino que los gránulos de vidrio y cobre utilizados en el experimento a 19 km/h se comportaron de manera parecida a como lo hacen los átomos de oro en un acelerador de partículas, que alcanzan velocidades próximas a la de la luz (300.000 kilómetros por segundo). En este experimento la ciencia ha encontrado una resonancia cósmica, según uno de los investigadores. Por Vanessa Marsh.

El Universo está realmente reflejado en un grano de arena

Los granos de arena se comportan en determinadas condiciones de la misma forma que los plasmas exóticos que existían en los primeros momentos del universo, han descubierto científicos de la Universidad de Chicago.

En un estudio publicado en Physical Review Letters, estos científicos explican que han realizado una variante de un experimento llevado a cabo en 1883, que describía cómo el agua toma la forma de una campana cuando se vierte sobre un objeto plano, estrecho y circular.

En esta ocasión, los físicos en vez de verter agua utilizaron un pequeño flujo de granos de vidrio y cobre y comprobaron que también forman una campana al ser vertidos sobre un objeto plano, estrecho y circular.

Lanzaron masas compactas de cristal y gotas de cobre a través de un tubo sobre un objeto plano y encontraron que las colisiones rápidas de partículas densamente empaquetadas producen el estado líquido que se puede observar poco después, cuando todo se derrama.

Este resultado, aunque interesante, no es muy sorprendente, ya que se ha comprobado que en determinadas condiciones algunos gránulos se comportan como si fueran líquidos. Lo sorprendente del experimento de Chicago es que los gránulos de vidrio y cobre del experimento no sólo se comportaron como líquidos, descubrieron estos científicos.

Arena cuántica

En realidad, tal como explica la Universidad de Chicago en un comunicado, estos gránulos de vidrio y cobre se comportaron de manera parecida a como lo hacen los átomos de oro en un acelerador de partículas, que alcanzan velocidades próximas a la de la luz (300.000 kilómetros por segundo).

Es decir, estos científicos han descubierto que los gránulos de vidrio y cobre muestran estructuras similares a las que manifiestan las partículas elementales en el Relativistic Heavy Ion Collider del Brookhaven National Laboratory (RHIC) cuando colisionan entre sí.

El RHIC, un simulador de 500 millones dólares, reproduce plasma de quark-gluón (QGP), una forma de la materia que se piensa existió por última vez inmediatamente después el Big Bang, en los primeros instantes del Universo.

La paradoja es que en los experimentos de Chicago sólo se lanzaron chorros de gránulos sobre un objetivo plano a no más de 19 km/h, a pesar de lo cual manifiestan un comportamiento idéntico al que desarrollan partículas elementales a velocidades próximas a la de la luz. Esta es la sorpresa.

Sorpresa porque en el universo de los quark-gluon se aplican las leyes de la física cuántica y no las leyes de la física ordinaria que rigen los objetos como los gránulos de vidrio y cobre del experimento de Chicago.

Frontera difusa

¿Cómo es posible, se preguntan estos físicos, que los granos de arena del experimento muestren comportamientos cuánticos? En cierto sentido, señalan, los límites entre el universo físico y el cuántico a veces se confunden. Y este es uno de los casos en que esta frontera parece diluirse.

Para evitar distorsiones, el equipo de Chicago llevó a cabo el experimento en condiciones que garantizan que las interacciones entre las partículas granulares y el aire no afectaría a los resultados del experimento.

“La naturaleza gasta bromas y sabe como gastarlas una y otra vez”, declaró uno de los autores de la investigación, Sidney Nagel. «Esto es lo más asombroso de la física. Las leyes que hay a un nivel, realmente son las mismas que se repiten a otros niveles, o por lo menos influencian lo que ocurre a otros niveles.”.

Añade que quizás esta investigación siente las bases de nuevas explicaciones sobre el universo primitivo, o ayude a construir los ordenadores cuánticos. En este experimento la ciencia ha encontrado una resonancia cósmica, un motivo repetido en diferentes formas y en diferentes escalas en un mundo aparentemente caótico, concluye Nagel.

Lejos del equilibrio

En el diseño del experimento, el equipo de Chicago abordó una pregunta fundamental sobre el equilibrio: ¿Bajo qué condiciones un conjunto de moléculas, granos de arena u otras partículas se comportan como un líquido?

La ciencia ha logrado hasta ahora una buena comprensión de los sistemas de equilibrio, los cuales son principalmente gobernados por la presión o temperatura. ¿Pero qué sucede con los fenómenos que están alejados de los estados de equilibrio, como un chorro de arena? ¿Qué pasa con el plasma de quark-gluón, esa mezcla de partículas subatómicas que existieron tal vez durante unas pocas millonésimas de segundo después el Bin Bang?

Los sistemas alejados del equilibrio son los que evolucionan hacia un nuevo régimen dinámico, que es radicalmente diferente. “Verdaderamente no sabemos cuáles son las ideas correctas que describen esto”, dijo Nagel. “Nos encanta la física de materia granular porque nos permite una entrada a esta pregunta con experimentos relativamente simples”.

Las partículas macroscópicas y subatómicas a veces se comportan de formas similares. Las partículas del experimento de Chicago eran lo bastante grandes para permitir a los científicos seguir la pista bajo condiciones controladas con precisión, una opción no disponible a escala subatómica, lo que probablemente posibilite nuevos desarrollos de las investigaciones cuánticas.

El Relativistic Heavy Ion Collider (RHIC) es un colisionador de iones instalado y gestionado por el Brookhaven National Laboratory (BNL) en Upton, New York. Utiliza un acelerador de partículas para provocar las colisiones de iones con la finalidad de estudiar las primigenias formas de la materia, así como la estructura de los protones. Nada que ver con el experimento de Chicago, pero…

Vanessa Marsh

Hacer un comentario

RSS Lo último de Tendencias21

  • Una pequeña luna de Saturno parecida a la “Estrella de la Muerte” de Star Wars contiene un océano oculto 8 febrero, 2024
    Por debajo de la superficie repleta de cráteres de Mimas, una de las lunas más pequeñas de Saturno, se esconde un océano global de agua líquida de reciente formación. El satélite posee tan sólo unos 400 kilómetros de diámetro y presenta un notable parecido con la “Estrella de la Muerte”, una estación espacial imperial que […]
    Pablo Javier Piacente
  • Logran controlar un objeto virtual con la mente durante un sueño lúcido 8 febrero, 2024
    Un grupo de participantes en un nuevo estudio científico logró manejar un vehículo virtual a través de un avatar únicamente con su mente, mientras sus cerebros permanecían en la fase REM del sueño. Además de profundizar en los misterios de la consciencia humana, la innovación podría facilitar el acceso a nuevos desarrollos tecnológicos, como un […]
    Pablo Javier Piacente
  • Un proyecto global trabaja para crear de forma colaborativa un cerebro robótico general 8 febrero, 2024
    El auge de la inteligencia artificial generativa impulsa un proyecto global que trabaja para crear un cerebro robótico general, capaz de generar androides como los que hemos visto hasta ahora solo en la ciencia ficción. Pero es cuestión de tiempo que convivamos con ellos en perfecta armonía. Ya no es una utopía.
    Eduardo Martínez de la Fe
  • La IA está capacitada para resolver dilemas morales cuando conduce vehículos autónomos 8 febrero, 2024
    Los sistemas de IA muestran significativas similitudes éticas con las reacciones humanas ante dilemas morales, lo que los acreditan para conducir vehículos autónomos tal como lo harían las personas.
    Redacción T21
  • Los huracanes se están volviendo tan fuertes que ya no existen categorías para clasificarlos 7 febrero, 2024
    Cinco tormentas en la última década tuvieron velocidades de viento que pertenecen a una hipotética categoría 6 en la escala de huracanes Saffir-Simpson: el fenómeno obligaría a los científicos a crear una nueva clasificación, capaz de reflejar la virulencia de los huracanes en la actualidad. Las causas principales del fenómeno tienen su origen en el […]
    Pablo Javier Piacente
  • Un asteroide habría explotado sobre la Antártida hace unos 2,5 millones de años 7 febrero, 2024
    Un asteroide se desintegró sobre el continente antártico hace aproximadamente 2,5 millones de años: la evidencia proviene de un análisis químico de más de 100 pequeños trozos de roca extraterrestre, que se han preservado dentro de las enormes capas de hielo. Hasta el momento, solo se conocen otros dos eventos de explosiones aéreas antiguas en […]
    Pablo Javier Piacente
  • Crean la primera niña de inteligencia artificial del mundo 7 febrero, 2024
    La primera niña IA del mundo ha sido creada por científicos chinos, que la han dotado de emociones e intelecto y de la capacidad de aprender de forma autónoma. Se comporta como si tuviera tres o cuatro años y representa un avance significativo para el campo de la inteligencia artificial general.
    Redacción T21
  • Oponerse a la regulación de los pesticidas no es la solución al problema de los agricultores 7 febrero, 2024
    Los agricultores que se movilizan en España y Europa se oponen con firmeza a las nuevas regulaciones europeas en materia de pesticidas, lo que representa una amenaza mayor para la salud pública que tener una central nuclear al lado de casa: estos químicos han costado miles de vidas y enfermos crónicos, al tiempo que han […]
    Eduardo Costas | Catedrático de la UCM y Académico de Farmacia
  • El arte existió antes del surgimiento de los humanos modernos 6 febrero, 2024
    Nuevas investigaciones sugieren que nuestros parientes humanos arcaicos, como los neandertales, ya contaban con las capacidades cognitivas para desarrollar arte: el hallazgo de ejemplos cada vez más antiguos de expresión artística en el registro arqueológico confirmaría esta hipótesis. Sin embargo, aún se discute si estas manifestaciones creativas pueden catalogarse como arte.
    Pablo Javier Piacente
  • Descubren una nueva supertierra que podría ser un mundo habitable 6 febrero, 2024
    Un planeta extrasolar del tipo supertierra, denominado TOI-715 b y aproximadamente una vez y media más ancho que la Tierra, podría ser capaz de albergar vida: orbita dentro de la zona habitable de una enana roja, a escasa distancia de nuestro planeta. Además, podría estar acompañado de otro cuerpo planetario, con un tamaño casi idéntico al […]
    Pablo Javier Piacente