¿Existe la gravedad cuántica? un estudio en el Polo Sur pretende resolver este probema de la física

Más de 5.000 sensores distribuidos en un kilómetro cuadrado cerca del Polo Sur tienen la tarea de responder a una de las grandes preguntas pendientes de la física: ¿existe la gravedad cuántica?

Los sensores monitorean los neutrinos (partículas sin carga eléctrica y casi sin masa) que llegan a la Tierra desde el espacio exterior. Un equipo del Instituto Niels Bohr (NBI) de la Universidad de Copenhague ha contribuido al desarrollo de un método que aprovecha los datos de neutrinos para revelar si existe gravedad cuántica.

"Si, como creemos, la gravedad cuántica realmente existe, esto contribuirá a unir los dos mundos actuales de la física. Hoy en día, la física clásica describe fenómenos de nuestro entorno normal, como la gravedad, mientras que el mundo atómico sólo puede describirse mediante la mecánica cuántica. La unificación de la teoría cuántica y la gravitación sigue siendo uno de los desafíos más destacados de la física fundamental. Sería muy satisfactorio si pudiéramos contribuir a ese fin", afirma Tom Stuttard, profesor asistente del NBI.

Tom Stuttard es coautor de un artículo científico que publicó la prestigiosa revista Nature Physics. El artículo presenta los resultados de un amplio estudio realizado por el equipo del NBI y colegas estadounidenses. Se han estudiado más de 300.000 neutrinos. Sin embargo, no se trata de neutrinos del tipo más interesante procedentes de fuentes del espacio profundo. Los neutrinos de este estudio se crearon en la atmósfera de la Tierra, cuando partículas de alta energía del espacio chocaron con nitrógeno u otras moléculas.

"Observar los neutrinos originados en la atmósfera terrestre tiene la ventaja práctica de que son mucho más comunes que sus hermanos del espacio exterior. Necesitábamos datos de muchos neutrinos para validar nuestra metodología. Esto se ha logrado ahora. Por lo tanto, estamos listos para entrar en la siguiente fase en la que estudiaremos los neutrinos del espacio profundo", afirma Tom Stuttard.

Viajando tranquilo por la Tierra

El Observatorio de Neutrinos IceCube está ubicado junto a la Estación del Polo Sur Amundsen-Scott en la Antártida. A diferencia de la mayoría de las otras instalaciones astronómicas y astrofísicas, IceCube funciona mejor para observar el espacio en el lado opuesto de la Tierra, es decir, el hemisferio norte. Esto se debe a que, si bien el neutrino es perfectamente capaz de penetrar en nuestro planeta (e incluso en su núcleo denso y caliente), otras partículas serán detenidas y, por tanto, la señal será mucho más limpia para los neutrinos procedentes del hemisferio norte.

Las instalaciones de IceCube están gestionadas por la Universidad de Wisconsin-Madison, EE.UU. Más de 300 científicos de países de todo el mundo participan en la colaboración IceCube. La Universidad de Copenhague es una de las más de 50 universidades que tienen un centro IceCube para estudios de neutrinos.