MADRID, 26 Ene. (EUROPA PRESS) -
Físicos teóricos han propuesto una forma de simular agujeros negros en un chip electrónico. Además, la tecnología utilizada puede ser útil para las tecnologías cuánticas.
Los investigadores de la Universidad de Chile, Cedenna (Chile), junto con las holandesas TU Eindhoven y Universidad de Utrecht publicarán sus resultados en Physical Review Letters el 1 de febrero de 2017. Está disponible en Arxiv.org
Los agujeros negros son objetos astronómicos tan densos que nada, ni siquiera la luz, puede escapar de su atracción gravitatoria una vez que pasa un punto sin retorno llamado horizonte de sucesos. Los investigadores han descubierto cómo recrear tales puntos de no retorno en ondas de espín, fluctuaciones que se propagan en materiales magnéticos, utilizando el comportamiento de estas ondas cuando interactúan con corrientes eléctricas.
Los materiales magnéticos tienen polos norte y sur. Si se alteran, el polo norte y el polo sur se mueven de una posición en el material a otro de una manera ondulada. Tal onda se llama onda de espín.
Cuando una corriente eléctrica atraviesa el material, los electrones arrastran estas ondas a lo largo. Al pasar tal corriente a través de un cable que es grueso en un extremo y delgado en el otro, los electrones fluyen más rápido en el extremo delgado, al igual que el agua fluye más rápido a través de una manguera estrecha.
El flujo de electrones en el extremo delgado del alambre puede ser tan rápido que las ondas de rotación que se arrastran a lo largo no pueden fluir en la dirección opuesta. El punto en el que esto sucede a lo largo del cable es un punto de no retorno para las ondas de espín, análogo al horizonte de sucesos de un agujero negro.
Cerca de los agujeros negros astronómicos, la gravitación es tan fuerte que causa un horizonte de sucesos para cualquier tipo de partícula. Incluso los fotones no pueden escapar de un agujero negro una vez que pasan esa barrera.
En 1974, Stephen Hawking descubrió que los agujeros negros no son completamente negros, sino que emiten radiación. A grandes rasgos, los efectos mecánicos cuánticos sutiles hacen que pares de partículas y antipartículas aparezcan y desaparezcan continuamente. Si esto sucede cerca del horizonte de un agujero negro, una de las partículas del par es a veces tragada por el agujero negro, dejando a la otra partícula escapar e irradiar lejos.
Esta llamada radiación Hawking es casi imposible de observar en el espacio exterior. Sin embargo, la posibilidad de simular el agujero negro en un chip electrónico hace posible estudiar este efecto de una manera mucho más simple observando la radiación Hawking de ondas de espín.
Las partículas en los pares que causan la radiación de Hawking están entrelazadas de acuerdo a la mecánica cuántica, lo que significa que sus propiedades están tan estrechamente entrelazadas que no pueden ser descritas por la física clásica. El entrelazamiento es uno de los ingredientes clave de las tecnologías cuánticas, como las computadoras cuánticas.
Una de las direcciones que los investigadores ahora están investigando es cómo hacer los dispositivos que utilizan este entrelazamiento y pueden servir como bloques de construcción para las aplicaciones basadas en el entrelazamiento cuántico de las ondas de espín.
