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  • 03
    Julio
    2016

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    tecnología Murcia

    GRAVITÓN

     

     

    Newton impulsó el descubrimiento científico con una propuesta, audaz en su tiempo, para describir las interacciones entre los cuerpos: lo que se dio en denominar ley de la  Gravitación Universal. Rindió cuentas, durante más de 300 años de una gran cantidad de fenómenos e impulsó un desarrollo tecnológico, sin precedentes, que nos llevó hasta finales del siglo XIX a un progreso sin par. Es, a finales del siglo XIX que se van acumulando fenómenos que no se explicaban con la infraestructura de la Mecánica Clásica que Newton formulara. Ciertamente, algunos aspectos de la teoría suponían comportamientos no solo inexplicables, sino claramente poco razonables. La fuerza gravitatoria entre cuerpos actuaba instantáneamente, sin nada que mediara entre ellos. Algo de mágico suponía tal comportamiento, como después evidenció la formulación de la teoría de la relatividad por Einstein: si la atracción mutua Tierra-Luna era instantánea, se violentaría la limitación que impone la velocidad de la luz, pues por muy alta que ésta sea, 300.000 kilómetros por segundo, mucho más lo es si se trata de algo instantáneo.

     

    Con el concepto de campo, se sustituyó la acción instantánea a distancia por un concepto abstracto: la zona del espacio (o espacio-tiempo) donde algo (carga, masa, …), ejerce su influencia. Así, toda interacción acontece gracias al intercambio de partículas mediadoras que son las que portan el efecto del campo. La dualidad onda-corpúsculo deja traducir que esa partícula mediadora se pueda entender como una excitación del campo y es el “cuanto del campo”  lo que se transmite en una interacción y se intercambia entre los objetos que se ejercen la acción mutua.

     

    Las cuatro interacciones fundamentales: fuerte, débil, electromagnética y gravitatoria, tienen sus partículas portadoras de la interacción: Gluones, Bosones inermedios, Fotones y gravitón, respectivamente. Del mismo modo que las cargas aceleradas emiten ondas electromagnéticas, las masas aceleradas emiten ondas gravitacionales. El concepto se ha aplicado con éxito en el caso de las ondas electromagnéticas y los procesos asociados se explican mediante intercambio de fotones. En el caso de la interacción débil, las partículas mediadoras son las llamadas bosones W y Z, las que describen la interacción entre protones y neutrones. En el caso de la interacción fuerte, son los gluones las partículas mediadoras que articulan la interacción entre los quarks. Todos los procesos han sido detectados, analizados e interpretados convenientemente, con excepción  del campo gravitatorio que se resistía a una interpretación cuántica. Ciertamente, no es de esperar un comportamiento similar al del fotón, ya que en este caso no solo actúan directamente entre ellos, sino solamente cuando las partículas que interactúan tienen carga o son capaces de hacerla variar con algún movimiento. La gravedad no funciona de forma tan simple. La evidencia experimental justifica que la gravedad se crea por cualquier forma de energía (la masa, tras Einstein solo es una forma de manifestarse la energía E=mc2). Ahora bien, la detección experimental del gravitón plantea retos, dado que muy probablemente no tiene masa o sería insignificante (si es nula su alcance es infinito, como el fotón) y se cifra en cien mil millones de cuatrillones de veces más ligero que el electrón (10^(-69) kg). La energía que porta suponía una detección muy complicada, como así ha sido.

     

    La detección de las ondas gravitacionales permite dilucidar muchos aspectos. Por ejemplo, que se propagan a la velocidad de la luz en el vacío, lo que supone que los gravitones, que son los que forman las ondas gravitacionales, son partículas sin masa y hacen descartar las teorías alternativas que le otorgan velocidad inferior. La relatividad general propone dos polarizaciones para las ondas gravitacionales, como si se tratase de ondas electromagnéticas. Su detección directa permitirá aclararlo. Se podrán aclarar violaciones relacionadas con la simetría de Lorentz en el marco gravitacional. Estamos más cerca del tratamiento cuántico de la gravedad, que se suele llevar a cabo modificando (alterando cuadráticamente los invariantes de la curvatura) la acción de Hilbert-Einstein. La detección de las ondas gravitacionales posibilitará perfilar las teorías. ¡Gran porvenir científico nos aguarda!

     

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