La 'trampa camaleónica' de la energía oscura gana un premio de 100.000 libras esterlinas para un científico de Nottingham | La física

La energía oscura es el enigma en el corazón de la física moderna: se supone que el universo está inundado de materia, pero nunca se ha visto y se desconoce su naturaleza.

Ante un misterio de proporciones tan épicas, la simple eliminación de ciertas opciones se considera un éxito. Esta semana, tal avance, utilizando una experiencia de escritorio ingeniosamente simple, fue galardonado con el prestigioso Premio Blavatnik para Jóvenes Científicos.

La profesora Clare Burrage, de la Universidad de Nottingham y ganadora del premio de 100.000 libras esterlinas, dijo: “No sabemos qué es la energía oscura. Es el nombre que le damos a algo que no entendemos para poder empezar a hablar de ello. Y cuando sabes tan poco, incluso descartar cosas parece un gran paso adelante.

Se imaginó que la energía oscura llenaba un enorme vacío en la física teórica. Los científicos habían predicho que debido al movimiento hacia adentro de la gravedad, la expansión del universo se ralentizaría. Pero las observaciones de estrellas distantes han demostrado que, en cambio, la expansión del universo se está acelerando.

La energía oscura es un marcador de posición para lo que sea que impulse esta expansión, y para equilibrar las ecuaciones necesarias, debe ser el 70% del contenido del universo.

Una teoría popular es que la energía oscura es una "fuerza camaleónica", que ajusta sus propiedades según el entorno local. “En entornos densos, su fuerza se vuelve de muy corto alcance, pero en el espacio vacío se vuelve de muy largo alcance”, dijo Burrage.

Esto podría explicar cómo la elusiva fuerza podría ser lo suficientemente poderosa como para gobernar el destino de todo el universo, pero permanecer imperceptible en nuestro propio sistema solar.

Por lo general, los experimentos de energía oscura involucran observatorios espaciales, enormes aceleradores de partículas o detectores enterrados a gran profundidad. Sin embargo, el trabajo teórico de Burrage ha demostrado que los objetos pequeños y livianos en un entorno casi vacío en la Tierra aún pueden sentir toda la fuerza de la energía oscura. Con colegas de Nottingham y el Imperial College London, Burrage ideó una "trampa camaleónica" que podría construirse en el laboratorio.

La configuración implicó dejar caer átomos ultrafríos en una cámara de vacío del tamaño de una bola de boliche que contenía una pieza de aluminio. Si existiera una fuerza camaleónica, debería tener un valor más alto en el espacio vacío y estar "oculta" cerca de la gran pieza de metal.

Al rastrear con precisión el movimiento de los átomos utilizando luz láser pulsada, el equipo buscó cualquier aceleración inesperada que pudiera deberse a una fuerza camaleónica.

"Estás buscando para ver si hay una fuerza adicional que tira de los átomos hacia los lados", dijo Burrage. "Obviamente hubiera sido maravilloso ver algo".

Lamentablemente, no se descubrió ninguna fuerza misteriosa, pero el experimento logró reducir los posibles valores que podría tomar una fuerza camaleónica en una pequeña ventana.

"Con una actualización de la experiencia, esperamos cerrar esa ventana", dijo Burrage. "Definitivamente es tecnológicamente factible".

Los resultados han sido recibidos positivamente, dijo Burrage, a pesar de que algunos teóricos han pasado años ideando hipotéticas fuerzas camaleónicas.

"Cuando eres un teórico, expones las cosas al mundo y la mayoría de las veces la gente simplemente dice 'Oh, eso es bueno' y sigue adelante", dijo. "Entonces, la gente estaba emocionada de ver que se estaban realizando las pruebas".

Algunos pueden sentirse desalentados por la escasa posibilidad de un gran avance en un campo en el que se sabe tan poco, pero para Burrage, ese es el atractivo de trabajar en la energía oscura.

“Soy muy terca, es un rasgo familiar”, dice. “Hago escalada en roca en mi tiempo libre. Me gustan los retos y no me rindo fácilmente.

Su trabajo actual se centra en el uso de datos de la misión Gaia de la Agencia Espacial Europea (Esa), que realiza mediciones detalladas de estrellas en la Vía Láctea.

La misión Euclid de Esa, que se centra firmemente en la cuestión de la energía oscura, debería lanzarse este año. La misión examinará cómo ha evolucionado el universo durante los últimos 10 mil millones de años para buscar huellas de energía oscura.

"Euclid es el grande", dijo Burrage. "Mapeará la distribución de las galaxias que podemos ver en el cielo".

La misión observará hasta 2 mil millones de galaxias utilizando luz infrarroja y visible para estudiar su forma y movimiento. El objetivo es obtener una imagen más precisa de las fuerzas gravitatorias en competencia, que hacen que las galaxias se agrupen, y la energía oscura, que impulsa la expansión acelerada del espacio.

"El hecho de que se sepa tan poco es emocionante", dijo Burrage. "Se siente como un lugar donde puedes hacer grandes avances".