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Gravedad a distancias cortas

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Gravedad a distancias cortas

Área: Física — Viernes, 24 de Septiembre de 2010
Proponen un experimento para medir la fuerza gravitatoria con extraordinaria precisión a distancias muy cortas.
Foto
Esquema en el que se representa un rayo láser (en rojo) que hace levitar una esfera de vidrio de 300 nanometros. Esta esfera levitante sería exquisitamente sensible a los efectos de la gravedad y sentiría el tirón gravitatorio de un objeto (bloque dorado) situado a escasos nanometros. Los investigadores podrían medir el efecto moviendo el bloque en cuestión. Fuente: K. Talbott/NIST.
Haga un experimento sencillo. Frote un trozo de plástico o cualquier otro material que sea un poco electrostático con una gamuza y colóquelo por encima de unos trocitos de papel. Podrá observar cómo atrae a esos papelillos y cómo éstos se quedan pegados a él. 
Lo que ha visto es una manifestación de que la fuerza electromagnética es muchísimo más intensa que la gravedad. Al fin y al cabo un trozo de plástico ha conseguido levantar algo que era atraído gravitatoriamente por todo un planeta de 40.000 kilómetros de circunferencia compuesto de hierro y rocas.
De hecho, la fuerza gravitatoria es la fuerza más débil de todas con diferencia. Esto es algo que no se ha conseguido explicar bien todavía. Según algunas teorías podría ser que la gravedad (o los gravitones) se escapara de la “brana” espacial que nos contiene y que las otras fuerzas (o sus bosones portadores de fuerza) no lo pudieran hacer. O podría ser una razón completamente diferente.
Para solucionar esta paradoja los físicos teóricos proponen todo tipo de ideas. Algunas de ellas predicen que a cortas distancias la gravedad no actuaría como creemos que lo hace (según Newton o incluso Einstein), que a esas distancias se producirían desviaciones sobre lo establecido.
El problema es que no es fácil comprobar este punto. De hecho, nadie lo había comprobado a distancias de milímetros hasta hace poco.
Se ha comprobado la fuerza de gravedad desde la escala galáctica a esa escala del milímetro, pasando por la escala humana, pero no a distancias muy pequeñas, donde generalmente domina el electromagnetismo. Pero las teorías son exigentes y se necesitaría comprobar la fuerza gravitatoria con la que se atraen dos cuerpos colocados a una distancia de, por ejemplo, unos nanometros.
Ahora, físicos del National Institute of Standards and Technology (NIST) han propuesto (no lo han realizado, aún) un experimento para medir la fuerza gravitatoria con extraordinaria precisión a distancias muy cortas, del orden de nanometros.
La dificultad que entraña este tipo de experimentos es grande. No es fácil colocar objetos tan cerca y ser todavía capaces de realizar medidas de precisión. Además hay que aislar el sistema para que no influyan otras fuerzas.
Andrew Geraci y sus colaboradores creen que se podría solucionar este problema usando una pequeña gotita de vidrio suspendida en un rayo láser. Esta bolita sería libre de moverse a lo largo del rayo casi sin fricción y este movimiento sería exquisitamente sensible a las fuerzas que hubiese alrededor, especialmente a la fuerza de gravedad producida por los objetos cercanos.
Según este equipo de investigadores el experimento que proponen permitiría comprobar la gravedad a una distancia equivalente a la milésima parte del grosor de un cabello humano. Es decir, sería posible comprobar la ley de la gravedad con una sensibilidad 100.000 veces mejor que los experimentos anteriores.
Pero realizar este experimento requerirá unos pocos años, en parte debido a los aún presentes problemas de fricción. Aunque en los esquemas anteriores había demasiada fricción, este esquema no estaría completamente libre de ella. Obviamente el rayo láser tendrá que estar libre de ruido y todo el experimento se tendrá que hacer en el vacío.
Algo también muy interesante sería que la realización de este tipo de experimentos pueda dar lugar al desarrollo de nuevos y útiles instrumentos, experimentos y tecnologías.
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Fuentes y referencias:
Nota de prensa.
Artículo original.
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Thalia