La energía del punto cero

publicado el 10 de marzo de 1997 en «La Jornada»
columna: «la ciencia en la calle»

 

La levedad del no-ser

Nuestro sentido común identifica el vacío con el no-ser, con la ausencia de todo excepto de espacio. De ahí que nos resulten tan difíciles dos conceptos centrales de la relatividad: la curvatura del espacio en torno de los objetos, sean galaxias o apenas electrones, y su corolario final: los hoyos negros. Pues bien, eso no es nada comparado con otro concepto, aún más enemigo de nuestro sentido común, derivado éste de la mecánica cuántica: la fuerza de Casimir o presión ejercida por el vacío. Cuando por los años veinte surgió la física cuántica, hija rechazada de Einstein y apenas tolerada de Planck, Werner Heisenberg la adoptó y cultivó con el amor que no le habían mostrado sus padres. De ese trabajo surgió un panorama que sigue asombrando, primero porque sus afirmaciones son en sí mismas asombrosas y hasta disparatadas, segundo porque no fueron observaciones, sino secuelas matemáticas de unas pocas observaciones.

La fuerza de Casimir se encontró, hasta el año pasado, entre esos hallazgos matemáticos sin comprobación experimental.

Un experimento princeps

Los textos de física presentan, en cualquier idioma o nación, un cierto número de experimentos fundadores de esa ciencia que nace con Galileo (sí, sí, INI: nace con Galileo) y sus Diálogos, sigue con Newton, florece con Faraday y su concepto de campo, prosigue con Maxwell y comienza a tener sus primeros resultados contrarios a nuestras ideas cotidianas con el experimento de Michelson y Morley.

Cuando Planck propone que la energía no es un chorro continuo, sino una sucesión de paquetes a los que llama quanta, y Einstein extiende ese concepto a la luz y de Broglie a la materia, comenzamos a no entender el comportamiento del mundo. Vino en ese fértil terreno una conclusión, ineludible por más que se revisaran las ecuaciones: el vacío está lleno, hasta cuando se encuentra a cero absoluto de temperatura, está lleno de un número infinito de fotones virtuales que entran a la existencia y salen de ella en instantes de tal pequeñez que nuestro cerebro no logra crear una imagen de esos lapsos. A pesar de su brevedad, ese relleno burbujeante debe tener efecto cuando se le considera en conjunto. Ya se afirma que la demostración reciente de ese efecto, constituye uno de los experimentos que pasan a todos los libros de texto.

La Philips

Una clave de que estas fluctuaciones infinitas del vacío no podían ignorarse, refiere Charles Seife en Science 275, pág.159, se tuvo en 1948, "cuando investigadores del Laboratorio Philips en Holanda estudiaban la fuerza van der Waals —una débil atracción entre átomos neutros—. A grandes distancias, la fuerza van der Waals se debilitaba inesperadamente." Los científicos de la Philips Hendrik Casimir y Dik Polder encontraron que podían explicar el debilitamiento cuando interpretaban la débil atracción entre átomos como el resultado de esa energía del vacío, o fluctuaciones del punto cero, predicha por la cuántica. "Casimir se dio también cuenta de que esa energía del punto cero se revelaría a sí misma más directamente, como una muy débil atracción entre dos superficies separadas por un minúsculo resquicio, siempre y cuando ese resquicio fuera lo bastante pequeño como para excluir algunos de los fotones virtuales, así la multitud de fotones virtuales fuera de la cavidad ejercerían una presión minúscula." Op.cit.

El experimento de Lamoreaux

El físico Steven Lamoreaux, del Laboratorio Nacional Los Alamos, consiguió medir la más inimaginable levedad, la levedad del vacío cuando su temperatura es de cero absoluto, siguiendo la propuesta de Casimir, muy sencilla en su expresión y de aplastante lógica, pero de una gran complejidad técnica para su realización. Colocó dos superficies de cuarzo cubierto de oro a una distancia menor de un micrómetro, que es la milésima parte de un milímetro. Esto permitía la existencia de fotones virtuales únicamente de ciertas longitudes de onda dentro de ese espacio. En cambio, fuera de él, como en todas partes en el universo entero, los fotones virtuales siguieron su danza infinitesimalmente breve, entrando y saliendo de la existencia.

Este arreglo experimental debería producir una levísima presión en las paredes exteriores de la caja de oro, al ser más los fotones virtuales externos que los internos, pues los primeros existían en todas sus variedades, mientras que los segundos estaban constreñidos a las longitudes de onda permitidas entre las paredes de oro.

La fuerza del vacío

Así pues, Lamoreaux conectó una de sus doradas paredes a un péndulo de torción maravillosamente preciso y dejó fija la otra. Por medio de transductores, que son aparatos que ejercen fuerza cuando se les aplica un voltaje, Lamoreaux pudo medir la presión de los fotones virtuales, relata Charles Seife a partir del reporte aparecido en Physical Review Letters . "El resultado: un valor de menos de un mil millonésimo de newton, que concuerda con la teoría dentro de un 5 por ciento" de margen de error. El newton es la unidad de fuerza y se define como "la fuerza necesaria para que un kilo se acelere a la velocidad de un metro por segundo durante un segundo." Esto es, si empujamos una bola de a kilo de manera que avance un metro a la velocidad a la que damos un paso, hemos ejercido una fuerza de un newton (más o menos). La energía del punto cero, la del vacío, es mil millones de veces menor.

LA proteasa

LA proteasa es una enzima, como LA transcriptasa reversa, LA lactasa y otras que, a diferencia del mundo cuántico, son perfectamente definidas y llevan por tanto artículo definido: LA. Si algo inhibe la lactasa es un inhibidor de LA lactasa y no un raro "inhibidor de lactasa", otros son inhibidores de LA transcriptasa reversa, y "recién, che", apareció la línea de inhibidores de LA proteasa. No veo por qué quitarle lo definido a la proteasa, que nada nos ha hecho, como tampoco entiendo este absurdo: "Inicia este domingo el campeonato." ¿Quién inicia? ¿El presidente, el Guadalajara, Hugo Sánchez, las pinches mesas de redacción neoliberales? ¿Quién carajos inicia? Escribir 100 veces: SE inicia, SE inicia, SE inicia, SE inicia, SE inicia, SE inicia...

 

la talacha fue realizada por: eltemibledani

0 animados a opinar:

 

 

ÍNDICE DEL BLOG

milenio diario

la crónica de hoy

la jornada

revistas

misceláneo

 

etiquetas:


pasaron por aquí


la plantilla de este blog es el "pizarrin" donde, durante sus ratos de ocio, eltemibledani hace sus pininos modificando el xhtml fuente.

páginas vistas

desquehacerados