Dos investigadores del Departamento de Física (DFI) de la FCFM
(Chile) establecieron una analogía entre el comportamiento de los
agujeros negros y sistemas en la escala de un nanómetro (la millonésima
parte de un milímetro), lo que podría utilizarse en la construcción de
futuros dispositivos electrónicos como chips ultra pequeños.
La investigación se titula "Magnonic Black Holes" (Agujeros Negros
Magnónicos) y fue desarrollada por Alejandro Roldán, post-doctorado del
DFI y del Centro para el Desarrollo de la Nanociencia y Nanotecnología
(CEDENNA), actualmente profesor de la Universidad de Aysén; Álvaro
Núñez, académico del DFI; y Rembert Duine de la Universidad de Utrecht,
Holanda.
El trabajo se basa en cálculos teóricos sobre la interacción del
magnetismo con las corrientes eléctricas, “usando principalmente la
imaginación de los tres autores”, como explicó Núñez, en un desarrollo
que duró seis meses, donde estudiaron las propiedades cuánticas de la
radiación emitida por los agujeros negros.
“Descubrimos que es posible construir sistemas sumamente pequeños (nanométricos) cuyo comportamiento es análogo al de los agujeros negros. La característica fundamental de un agujero negro es que su gravedad es tan grande que nada, ni siquiera la luz, puede escapar a su atracción. En nuestro sistema creamos un efecto análogo que impide que las excitaciones magnéticas escapen de una región, comportándose como la luz en la cercanía de un agujero negro. Esto nos lleva a la posibilidad de estudiar las propiedades de la naturaleza en condiciones extremas, como las que se predicen en la vecindad de una agujero negro, en un laboratorio”, agregó el físico.
La idea consiste en crear excitaciones magnéticas (magnones) en un
sistema sometido a corrientes eléctricas, logrando que se comporten de
la misma manera que la luz en torno a un agujero negro. Este fenómeno,
podría ser replicado en una nueva generación de dispositivos
magneto-electrónicos.
Para los científicos, el gran aporte de este trabajo es tender un
puente entre dos áreas de la ciencia hasta ahora disconexas: la de lo
muy pequeño (nanotecnología) y la de lo muy grande (cosmología).
El siguiente paso en la investigación es lograr que, una vez
implementado, este método pueda utilizarse en la construcción de piezas
nanométricas para futuros dispositivos, lo que podría tener aplicaciones
en el contexto de la informática.
Roldán explicó que “desde un punto de vista clásico, un agujero negro
es una región del espacio en la que se concentra una cantidad de
materia tan grande que nada puede escapar de ella, ni siquiera la luz.
No obstante lo anterior, Stephen Hawking demostró que, debido a efectos
cuánticos, los agujeros negros no son tan negros y en realidad se están
evaporando”, lo que ha sido denominado como radiación de Hawking.
Estas radiaciones han sido un tema fundamental de investigación sobre
los agujeros negros y han generado un debate en el mundo científico, ya
que no han podido ser estudiadas experimentalmente. El aspecto
fundamental de este trabajo es que ofrece un sistema experimental donde
observar la radiación de Hawking. Este resultado permite poner a prueba
las predicciones de Hawking y puede ser de gran ayuda para lograr una
mejor comprensión de estos objetos astronómicos.
Por tanto, en este trabajo “hemos tomado la teoría de Hawking como
una inspiración y la hemos aplicado a sistemas nanométricos”, explicó el
investigador. “Hemos demostrado que es posible construir sistemas
nanométricos cuyo comportamiento es análogo al de los agujeros negros,
pero cuya radiación de Hawking es medible en un laboratorio”, concluyó
el físico.
UCHILE/DICYT
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