Pesa el vacío
Laboratorio nacional para el experimento completo; universidad para la contribución útil. · 2 min de lectura
Qué propone
La teoría cuántica llena el espacio vacío de energía. La relatividad general dice que la energía pesa. Pon una cavidad de Casimir en una balanza y pregunta si el déficit de energía de vacío dentro de ella se empuja hacia arriba, la misma contabilidad que un cuerpo que desplaza agua. Si es así, la unión entre el capítulo del sitio sobre el vacío y su capítulo sobre la gravedad deja de ser un argumento y se convierte en una lectura de laboratorio.
Para quién esIngenieros de mecánica de precisiónIngenieros de metrología de bajo ruidoEspecialistas en materiales criogénicosSismólogos
Por qué lo sugiere la biblioteca
Enrico Calloni y diecisiete colegas, Carlo Rovelli entre ellos, proponen ciclar placas superconductoras de alta temperatura a través de su transición de modo que la reflectividad de la cavidad — y por tanto su energía de vacío — se encienda y se apague, y observar una balanza en busca de una fuerza de unos diez elevado a menos dieciséis newtons (The Archimedes experiment, 2015). El prototipo está construido: un brazo de aluminio de medio metro leído por un interferómetro de Michelson, corriendo en bucle cerrado en la mina sísmicamente silenciosa de Sos Enattos en Cerdeña, alcanzando un ruido de par de unos siete veces diez elevado a menos trece newton-metros por raíz de hercio — el propio límite térmico de su suspensión, que es exactamente el nivel para el que se diseñó la balanza criogénica final (Thermal noise-limited beam balance as prototype of the Archimedes vacuum weight experiment, 2024). La apuesta teórica la expone Ulf Leonhardt, quien argumenta que hacer la misma renormalización que la cosmología se salta — la única que la física de Casimir de laboratorio hace de forma rutinaria — deja una constante cosmológica del tamaño correcto, y que un universo en expansión juega el papel que un espejo móvil juega en el efecto Casimir dinámico (Casimir cosmology, 2022).
El experimento o la construcción
La balanza completa es una gran colaboración en una mina profunda. Pero los problemas habilitantes son separables y cada uno de ellos es una tesis: la pila de muestras superconductoras, el accionador de ciclado de transición, el presupuesto de ruido térmico de la suspensión, el aislamiento sísmico. La medición que zanjaría el caso es la fuerza en newtons sobre la balanza mientras la muestra se cicla a través de su transición superconductora, contra un maniquí no superconductor de masa y geometría idénticas ciclado a través del mismo rango de temperatura. Ese control es todo el experimento: el maniquí separa un cambio en la energía de vacío de un cambio en la temperatura.
Dónde se sitúa
En el banco de pruebas ahora — una colaboración financiada, un prototipo que ha alcanzado su piso de ruido de diseño, y una máquina siguiente nombrada.
Tómalo
- La medida que lo zanja
- La medición que zanjaría el caso es la fuerza en newtons sobre la balanza mientras la muestra se cicla a través de su transición superconductora, contra un maniquí no superconductor de masa y geometría idénticas ciclado a través del mismo rango de temperatura.
- Cuánto cuesta empezar
- Laboratorio nacional para el experimento completo; universidad para la contribución útil.
- El ingeniero que forma
- También es la respuesta más directa que este campo puede dar a la pregunta que un lector escéptico tiene derecho a hacer: ¿pesa algo todo esto?
En qué se apoya
Dónde encaja en el currículo
Física de Casimir e ingeniería de la fuerza del vacíoInercia y gravedad desde el vacíoQué es el vacíoEl vacío a escala cósmica