Un equipo de investigadores consiguió recrear en un laboratorio las condiciones físicas necesarias para observar un fenómeno que, hasta ahora, era prácticamente imposible comprobar de forma directa: la capacidad de los agujeros negros en rotación para ceder parte de su energía a las ondas que interactúan con ellos. La idea circula desde hace más de medio siglo en la física, y el nuevo experimento la puso a prueba mediante un sistema análogo a un agujero negro. La teoría fue propuesta por el físico Roger Penrose en 1969. En términos generales, plantea que un agujero negro en rotación no solo absorbe materia y radiación.
Bajo determinadas condiciones, también puede transferir parte de la enorme energía almacenada en su giro. Durante décadas, esta posibilidad fue solo una predicción teórica, pues observar el fenómeno directamente alrededor de un agujero negro resulta prácticamente imposible. Los agujeros negros no solo tienen hijos, sino también tienen nietos Una nueva campaña de observación de ondas gravitacionales dejó 161 nuevos eventos de colisiones de objetos compactos y tres hitos astronómicos. La solución más evidente parecía ser construir un objeto que girara de forma similar a un agujero negro y comprobar si las ondas podían extraer energía de él.
Sin embargo, la idea chocaba con una limitación fundamental. El fenómeno solo aparece cuando el objeto gira a velocidades extremas, comparables a las que existen alrededor de un agujero negro. Ningún dispositivo mecánico construido hasta ahora puede acercarse a ese régimen. Es aquí donde destaca la solución del equipo del Centro de Investigación Científica Avanzada de la City University of New York (CUNY). Cambiaron por completo de estrategia.
En lugar de intentar hacer girar un objeto real, construyeron un anillo formado por pequeños circuitos electrónicos diseñados para responder con gran intensidad a determinadas frecuencias, algo parecido a cómo una copa de cristal vibra cuando escucha la nota exacta. Aunque ninguno de los componentes resonadores se mueve físicamente, las ondas que atraviesan el dispositivo perciben ese patrón como si estuvieran interactuando con un objeto que gira a velocidades extremadamente altas.
Gracias a esa "rotación sintética", los investigadores lograron reproducir las condiciones que exige la teoría y observar que las ondas salían amplificadas, obteniendo energía del propio sistema, tal como se había predicho para los agujeros negros en rotación. Representación artística de la superradiancia de Penrose: las ondas electromagnéticas con patrones de rotación específicos se amplifican al interactuar con un sistema que parece girar a velocidades superlumínicas. Dalila Pasotti y Hadiseh Nasari/City University of New York.
Teoría confirmada Al hacer pasar ondas por el dispositivo, los investigadores observaron exactamente el comportamiento que la teoría había anticipado durante más de cinco décadas. Las ondas abandonaban el sistema con más energía de la que tenían al entrar. El fenómeno era una transferencia de energía procedente del propio sistema, que imitaba la rotación de un agujero negro . El resultado constituye una demostración experimental de la llamada superradiancia rotacional, vinculada a agujeros negros.
Aunque el experimento no reproduce la gravedad extrema ni el horizonte de eventos de una estructura gravitacional similar, sí recrea las mismas condiciones físicas responsables de este intercambio de energía. "Nuestro enfoque facilita un nuevo método de interacción onda-materia en el que las ondas con propiedades rotacionales seleccionadas extraen energía de una rotación sintética controlada en el tiempo, produciendo una forma de amplificación selectiva de banda ancha", dijo en un comunicado la investigadora principal Andrea Alù, profesora de física en el CUNY Graduate Center y directora fundadora de la Iniciativa de Fotónica del CUNY.
Pero la confirmación es solo una parte del avance. Esta forma de crear una rotación sintética supone la llegada de plataformas controlables para estudiar fenómenos propios de los agujeros negros y de otros objetos con rotaciones extremas, como los magnetares. También te puede interesar… La generación algoritmos: ¿Debemos prohibir las redes para las infancias? Un especial de WIRED en español. Agrega a WIRED en español como una de tus Fuentes Preferidas en Google . 📨 Mantente al tanto de las últimas noticias de WIRED desde Google News , en nuestro Canal de WhatsApp o en el newsletter diario.
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