Agujero negro… de sonido - principal


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Varios grupos capaces de crear Condensados de Bose-Einstein competían en una carrera por ser los primeros en crear un agujero negro sonoro

Ori Lahav y sus compañeros en el Instituto Israelí de Technología en Haifa dicen que han creado el equivalente sonoro a un agujero negro en un Condensado de Bose-Einstein (BEC).

En física, el condensado de Bose-Einstein es el estado de agregación de la materia que se da en ciertos materiales a muy bajas temperaturas. La propiedad que lo caracteriza es que una cantidad macroscópica de las partículas del material pasan al nivel de mínima energía, denominado estado fundamental. El condensado es una propiedad cuántica que no tiene análogo clásico.

Debido al Principio de exclusión de Pauli, sólo las partículas bosónicas pueden tener este estado de agregación. Esto quiere decir que los átomos se separan y forman iones. A la agrupación de partículas en ese nivel se le llama condensado de Bose-Einstein.

El del agujero negro en el BEC es un logro con el que se ha soñado desde hace unos 30 años, y varios grupos capaces de crear BECs competían en una carrera por ser los primeros en crear un agujero negro sonoro.

La idea general es conseguir un flujo supersónico de átomos a través del BEC. Las ondas de sonido moviéndose en contra de este flujo nunca son capaces de salir. Por tanto la región en la que el flujo pasa de ser subsónico a supersónico se convierte en un horizonte de sucesos. Y las ondas de sonido (fonones) creados en el interior del horizonte de sucesos nunca pueden abandonarlo porque el flujo en el borde es supersónico. Y aquí tenemos nuestro modelo de agujero negro.

Lahav y compañía han conseguido un flujo supersónico creando un pozo de potencial profundo en el medio de un BEC que atrae los átomos. Éstos se zambullen en el interior pero no ceden ninguna energía para pasar a ese estado, pues ya se encuentran en el estado fundamental que es el de menor energía y por eso atraviesan el pozo a velocidad supersónica.

El resultado es una región en el BEC en la cual los átomos se propagan a velocidad supersónica. Este es el agujero negro: ningún fonón es capaz de atravesar esta región y queda atrapado.

Una de las razones por las que los agujeros negros de sonido son tan preciados es que serían capaces de producir radiación de Hawking. La Mecánica Cuántica predice que pares de fonones virtuales con la misma cantidad de movimiento, pero direcciones opuestas, estarían creándose y destruyéndose constantemente en el borde del horizonte de sucesos.

Si uno de los miembros de estos pares es capaz de cruzar el horizonte de sucesos, entonces sería succionado por el agujero negro para nunca salir. En cambio, el otro sería capaz de escapar. Y al no poder volverse a aniquilar para cumplir el Principio de Incertidumbre, entonces el fonón que se escapa pasa de ser virtual a ser real y consiste en una pérdida neta de fonones para el agujero negro. Justamente, la radiación de Hawking. Aunque todavía no se ha observado.

Lahav y sus compañeros no han llegado tan lejos aún pero han hecho si cabe el paso más importante, que es conseguir el agujero negro sonoro. Posteriormente, se intentará encontrar la radiación de Hawking y tienen puestos sus ojos en esta meta.

En realidad, no se trata de una competición y la creación de el primer agujero negro sonoro tiene que ser verificada. Y esperamos que la radiación de Hawking sea detectada a la mayor brevedad.

Fuente: New Scientist. Aportado por Eduardo J. Carletti

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