En busca del gravitón perdido: varios físicos han elaborado una estrategia para encontrar la partícula de la gravedad

Vaya por delante algo esencial: el gravitón es tan solo una partícula hipotética. Al menos por el momento. Pero el hecho de que no haya sido identificado experimentalmente no significa que no exista. Puede existir. O quizá no. En cualquier caso, los físicos que coquetean con la posibilidad de su existencia defienden que el gravitón es a la gravedad lo mismo que el fotón a la fuerza electromagnética. O que los bosones Z y W a la interacción nuclear débil. O que los gluones a la fuerza nuclear fuerte.

Las partículas que acabo de mencionar se conocen como mediadoras porque actúan como intermediarias durante la interacción que se produce entre otras partículas. Tres de las cuatro fuerzas fundamentales que contempla el Modelo Estándar de la física de partículas ya tienen su propia partícula mediadora. Son, precisamente, las que he mencionado en el párrafo anterior. Sin embargo, la mediadora de la cuarta fuerza fundamental, la gravedad, aún no ha aparecido, si es que realmente existe.

Un plan para atrapar al gravitón

Una manera sencilla de entender de qué estamos hablando cuando decimos que una partícula ejerce como mediadora durante la interacción de otras partículas consiste en atribuirle la responsabilidad de "transportar" una determinada fuerza entre esas partículas. Son algo así como unas partículas mensajeras. Volviendo al gravitón, el auténtico protagonista de este artículo, lo emocionante es que un grupo de físicos del Instituto de Tecnología Stevens, en Nueva Jersey (EEUU), cree haber dado con una estrategia experimental para encontrar al esquivo gravitón.

El profesor Igor Pikovski y sus colegas de Stevens creen que en un futuro cercano será posible poner a punto un sistema de sensores cuánticos que será capaz de identificar gravitones individuales. "Este es un experimento fundamental que durante mucho tiempo parecía irrealizable, pero creemos haber encontrado la forma de llevarlo a cabo", asegura Pikovski. El resultado de su apasionante investigación fue publicado a finales del pasado mes de agosto en Nature Communications.

Entender cómo funcionan los sensores cuánticos de los que hablan estos científicos no es nada fácil, pero estas declaraciones del profesor Pikovski nos permiten hacernos una idea aproximada acerca de las características del experimento que tienen en mente él y su equipo: "Nuestra propuesta es similar al efecto fotoeléctrico que condujo a Albert Einstein a la teoría cuántica de la luz, solo que empleando ondas gravitacionales en vez de ondas electromagnéticas. La clave es que la energía se intercambia entre el material y las ondas en pasos discretos, de modo que los gravitones individuales se absorben y se emiten".

En la práctica lo que proponen estos físicos es construir un dispositivo de detección conocido como resonador acústico y dotarlo de un sistema de detección de estados de energía. Este último es el que se conoce como sistema de detección cuántica. No obstante, también necesitan la complicidad de un observatorio de ondas gravitacionales, como LIGO. De hecho, su plan consiste en comparar los datos recogidos por este último con los de su detector de sensores cuánticos ante un mismo evento gravitacional. LIGO no puede aislar gravitones individuales, pero confían en que su detector sí podrá hacerlo. Ojalá sea así. Les deseamos toda la suerte del mundo.

Imagen | Amber Stuver

Más información | Nature Communications

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