Los cinco grandes descubrimientos de la Física de los últimos 25 años

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El Nobel para los «padres» del bosón de Higgs ha sido también un premio a la Física con mayúsculas. Repasamos las grandes investigaciones modernas que han marcado lo que ahora sabemos sobre la materia y el Universo

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  1. El teletransporte cuántico

    El teletransporte ya es posible en el mundo cuántico
    El teletransporte ya es posible en el mundo cuántico - Archivo

    La revista especializada Physics World ha celebrado su vigesimoquinto aniversario con la elección de los que considera los cinco hallazgos más relevantes de la Física de los últimos 25 años. La que sigue es la selección de la publicación, que ha tenido en cuenta cuánto han aportado estos hallazgos a la comprensión del mundo.

    La construcción de un ingenio que nos lleve de un lado a otro del Universo a la velocidad de la luz, como ocurre en Star Trek, está aún muy lejos de hacerse realidad, pero el teletransporte ya es posible en el mundo cuántico, ese universo extraño que rige el comportamiento de lo diminuto, las moléculas y los átomos, y en el que es posible que ocurran cosas tan mágicas como estar en dos sitios a la vez.

    En 1993, un equipo de científicos calculó por primera vez que el teletransporte podría funcionar. Desde entonces, los físicos teóricos han demostrado que las conexiones intensas generadas entre las partículas pueden ser la clave para el teletransporte de información. Este entrelazamiento implica que un par de partículas cuánticas, por ejemplo dos electrones o dos protones, están intrínsicamente unidas y conservan una sincronización independientemente de si están juntas o en lados opuestos de la galaxia. A través de esta conexión, bits cuánticos (qubits) pueden ser enviados de un lugar a otro. En 2012, un equipo internacional de científicos logró teletransportar fotones a través de 143 kilómetros de distancia, rompiendo todos los registros anteriores.

    Además, un grupo de físicos israelíes ha anunciado que ha conseguido entrelazar dos fotones que nunca habían coincidido en el tiempo, esto es, que existieron en momentos diferentes.

    Estos experimentos pueden dar lugar a los esperados ordenadores cuánticos, mucho más veloces y potentes que los actuales.

  2. El condensado de Bose-Einstein

    Un nuevo estado de agregación de la materia, el condensado de Bose-Einstein
    Un nuevo estado de agregación de la materia, el condensado de Bose-Einstein - NIST/JILA/CU-Boulder

    Sólido, líquido y gaseoso. Así es como la mayoría de la gente respondería si se les preguntara cuáles son los estados de la materia. Pero existe un cuarto, el plasma, y un quinto aún menos conocido: el Condensado de Bose-Einstein (CBE).

    Se trata de un estado de la materia que se produce cuando las partículas denominadas bosones pierden sus características individuales para colapsar en un único estado colectivo en el que los efectos cuánticos se manifiestan en una escala macroscópica. Esta condensación fue predicha por Satyendra Nath Bose y Albert Einstein en la década de los 20 del pasado siglo.

    Se trata también de la materia más fría que se conoce. Varios experimentos de laboratorio han conseguido formar CBE a temperaturas de apenas media milmillonésima de grado por encima del cero absoluto, es la temperatura más baja posible del Universo (-273 grados) y a la que cesa la actividad atómica.

  3. La aceleración de la expansión del Universo

    La expansión del Universo es cada vez más rápida
    La expansión del Universo es cada vez más rápida - Archivo

    En la década de los 20 del pasado siglo, el astrónomo Edwin P. Hubble confirmaba que el Universo no ha dejado de crecer desde el momento mismo en que surgió, a partir de la gran explosión, el Big Bang, hace 13.800 millones de años, según los últimos datos más precisos. En los 90, se descubrió que esa expansión, además, se está acelerando y es cada vez más rápida a medida que pasa el tiempo.

    Lo que causa esta expansión fue denominado energía oscura, un tipo de energía de la que apenas sabemos nada. Junto a la materia oscura, completamente diferente a la materia ordinaria que todos conocemos, conforman el 96% de la masa total del Universo. Solo el 4% está hecho de materia ordinaria, la que forma todos los planetas, estrellas y galaxias que podemos ver.

    El descubrimiento de la expansión acelerada del Universo sacudió las cimientos de todo lo que sabemos sobre el Cosmos.

  4. Los neutrinos tienen masa

    Detector de neutrinos en Tokio
    Detector de neutrinos en Tokio - Archivo

    Durante mucho tiempo se creyó que los neutrinos, unas misteriosas partículas subatómicas, no tenían masa. Sin embargo, investigaciones posteriores demostraron que se transforman alternativamente, lo que solo es posible si tienen masa, aunque muy pequeña, menos de una milmillonésima de la masa de un átomo de hidrógeno. Este hallazgo ha obligado a revisar la teoría de las partículas elementales y fuerzas fundamentales de la naturaleza.

    La masa de los neutrinos es tan ligera que pasan sin problema a través de planetas enteros sin ser interferidos ni siquiera por uno de sus átomos. Tampoco tienen carga eléctrica, por lo que los neutrinos no están sujetos a alteraciones magnéticas de ninguna clase y no son alterados por la fuerza de la gravedad. Se mueven libremente en cualquier clase de ambiente y condición.

  5. Aparece el bosón de Higgs

    La colisión de partículas en el CERN permitió descubrir el bosón de Higgs
    La colisión de partículas en el CERN permitió descubrir el bosón de Higgs - CERN

    Los físicos Peter Higgs, François Englert y Robert Brout (los dos primeros premiados esta misma semana con el Nobel de Física) postularon en 1964 la existencia de un bosón popularmente conocido como el de Higgs o «la partícula de Dios», responsable dar masa a todas las demás. Entonces comenzó una larga y costosa «cacería» con muchas sospechas pero sin resultados hasta que por fin, en julio de 2012, los físicos de CMS y ATLAS, los dos mayores experimentos del Gran Colisionador de Hadrones (LHC), ubicado en la Organización Europea para la Investigación Nuclear (CERN), cerca de Ginebra, en Suiza, confirmaban que, en efecto, habían dado con la escurridiza partícula.

    El hallazgo reafirma el Modelo Estándar de la Física, la teoría que engloba todos nuestros conocimientos sobre el mundo subatómico, haciendo posible que el Universo sea tal y como lo conocemos. Pero lo que el bosón de Higgs puede revelarnos aún es un misterio.