Todos los objetos ejercen una atracción gravitacional, por pequeño que sea.
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Un dispositivo que pueda medir la fuerza gravitacional sobre una partícula que pesa menos que un grano de polen podría ayudarnos a comprender cómo la gravedad funciona en el mundo cuántico.
A pesar de mantenerte pegado al suelo, la gravedad es la fuerza más débil que conocemos. Sólo los objetos muy grandes, como los planetas y las estrellas, producen suficiente fuerza gravitacional como para poder medirla fácilmente. haciendo lo mismo para objetos muy pequeñosen las pequeñas distancias y masas del reino cuántico, es extremadamente difícil, en parte debido al minúsculo tamaño de la fuerza, pero también porque los objetos más grandes cercanos pueden eclipsar la señal.
Ahora Hendrik Ulbricht en la Universidad de Southampton en el Reino Unido y sus colegas han desarrollado una nueva forma de medir la gravedad a pequeña escala utilizando un pequeño imán de neodimio, que pesa alrededor de 0,5 miligramos, que es levitado por un campo magnético para contrarrestar la gravedad de la Tierra.
Luego, pequeños cambios en el campo magnético del imán creados por la influencia gravitacional de los objetos cercanos se pueden convertir en una medida de la fuerza gravitacional. Todo se enfría hasta casi el cero absoluto y se suspende en un sistema de resortes para minimizar las fuerzas externas.
La sonda puede medir la atracción gravitacional de objetos que pesan sólo unos pocos microgramos. “Se puede aumentar la sensibilidad y llevar la investigación de la gravedad a un nuevo régimen”, afirma Ulbricht.
Él y su equipo descubrieron que, con una masa de prueba de 1 kilogramo girando cerca, podían medir una fuerza sobre la partícula de 30 attonewtons. Un attonewton es una milmillonésima de milmillonésima de newton. Una limitación es que la masa de prueba debe estar en movimiento a la velocidad adecuada para crear una resonancia gravitacional con el imán; de lo contrario, la fuerza no será lo suficientemente fuerte como para ser captada.
La siguiente etapa del experimento será reducir la masa de prueba a un tamaño similar al de la partícula magnética, de modo que se pueda probar la gravedad mientras las partículas muestran efectos cuánticos como entrelazamiento o superposición. Esto será difícil, dice Ulbricht, ya que masas tan pequeñas requerirán que todas las demás partes del experimento sean increíblemente precisas, como la distancia exacta entre las dos partículas. Llegar a esta etapa podría llevar al menos una década.
“El hecho de que incluso hayan probado esta medición me parece alucinante”, dice Julián Stirling, un ingeniero radicado en el Reino Unido, debido a la dificultad para aislar otros efectos gravitacionales de la masa de su sonda. Los investigadores tendrán que descubrir cómo minimizar la influencia gravitacional del sistema antivibratorio, dice Stirling, porque parece haber ejercido un efecto pequeño pero notable sobre la partícula levitada en este experimento.
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