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Martes, 18 diciembre 2012
Física

Hacia el cronómetro más preciso del mundo

Las colisiones de iones pesados producidas en el CERN deberían poder generar los pulsos de luz más cortos que se hayan creado. Así se desprende de los resultados obtenidos mediante simulaciones por ordenador en la Universidad Tecnológica de Viena, en Austria. Esos pulsos son tan cortos que las tecnologías actuales no pueden medirlos. Ahora, se ha propuesto un método para crear el cronómetro más preciso del mundo para los pulsos de luz más cortos del mundo.

Los fenómenos que se producen a escalas de tiempo muy pequeñas frecuentemente se investigan mediante pulsos de láser ultracortos. Hoy en día, se pueden crear pulsos que duran algunos attosegundos. Un attosegundo es una trillonésima de segundo, ó 0,000000000000000001 segundos.

Sin embargo, esa capacidad pronto resultará insuficiente. Los núcleos atómicos en aceleradores de partículas como el LHC en el CERN pueden crear pulsos de luz un millón de veces más cortos.

En el experimento ALICE en el CERN, núcleos de plomo colisionan casi a la velocidad de la luz. Los restos de los núcleos desperdigados junto con nuevas partículas creadas por la energía del impacto forman un plasma de quarks-gluones, un estado de la materia que es tan caliente que incluso los protones y neutrones se disgregan. Sus elementos constituyentes (quarks y gluones) pueden moverse independientemente, sin estar enlazados unos a otros. Este plasma de quarks-gluones sólo existe durante varios yoctosegundos. Un yoctosegundo es una millonésima de attosegundo.

[Img #11058]
El plasma de quarks-gluones creado en un acelerador de partículas puede emitir pulsos de luz que contienen información valiosa sobre el plasma. Sin embargo, las técnicas convencionales de medición son demasiado lentas para estos fogonazos ultracortos.

A fin de solucionar el problema, el equipo de Andreas Ipp de la Universidad Tecnológica de Viena ha recurrido al efecto de Hanbury Brown y Twiss, una estrategia que se ideó originalmente para mediciones astronómicas. El nombre del efecto deriva de los de Hanbury Brown (1916-2002) y Richard Quentin Twiss (1920-2005).

En un experimento basado en el efecto de Hanbury Brown y Twiss, se estudian las correlaciones entre dos detectores de luz diferentes. De ese modo, se puede calcular con mucha precisión el diámetro de una estrella. Aparte de para estudiar distancias espaciales, el efecto también puede ser utilizado para medir intervalos de tiempo, tal como recalca Andreas Ipp. Los cálculos que él hizo junto a Peter Somkuti muestran que los pulsos del orden de los yoctosegundos emitidos por el plasma de quarks-gluones pueden ser determinados por un experimento basado en el citado efecto. Este experimento no requeriría costosos detectores adicionales, ya que podría hacerse con un detector que ya está previsto que entre en servicio a finales de esta década en el CERN. De esa manera, el experimento ALICE podría convertirse en el cronómetro más preciso del mundo.

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