En el par de semanas desde que presentó la idea de que las láminas superconductoras pueden reflejar ondas gravitatorias, Raymond Chiao de la Universidad de California, Merced (Estados Unidos), ha estado ocupado con un par de compañeros de trabajo tratando de develar cuán grande es este efecto.
Vamos a examinar la idea. Chiao proclama que la gravedad afecta de un modo fundamentalmente diferente a las partículas localizadas en comparación con los deslocalizadas y que un superconductor de tipo 1 contiene ambas: iones y electrones ordinarios que forman el reticulado iónico del superconductor y los pares de electrones Cooper superconductores que están totalmente deslocalizados.
Los iones y los electrones se pueden considerar como partículas de polvo "flotando libremente, que no interactúan sometidas a movimiento en caída libre a lo largo de trayectorias bien definidas (por ejemplo, geodésicas)", explica.
Mientras que la posición de los pares de Cooper es totalmente incierta, por lo que no pueden estar influidos por la gravedad del mismo modo. Cuando una onda gravitacional alcanza a un superconductor, "esto hace que los pares Cooper se sometan a movimiento no geodésico respecto del movimiento geodésico de la retícula iónica", dice Chiao.
En otras palabras, las ondas gravitacionales sacuden a la retícula iónica, pero dejan intactos a los pares de Cooper.
Esta separación de la carga hace que el superconductor se polarize eléctricamente, lo que genera una fuerza de restauración conocida como la fuerza de Coulomb. Chiao y sus compañeros lo describen así: "La acción enorme de "motor de vapor" que la fuerza de Coulomb ejerce sobre el movimiento de los pares de Cooper, aumenta mucho las supercorrientes masivas generadas por la onda, de modo que se hacen lo suficientemente fuertes como para producir reflexión".
Chiao y sus compañeros preguntaron el tamaño de este efecto de una onda gravitacional sobre una lámina delgada superconductora en comparación con el efecto sobre una lámina conductora simple. ¿La respuesta? 42 órdenes de magnitud más grande.
Sí, 42 órdenes de magnitud.
Eso tiene todo tipo de consecuencias. El título del último artículo de Chiao sobre este tema fue: "¿Existen espejos para ondas gravitacionales?" Él y sus compañeros sienten que ahora pueden responder a esta pregunta con la siguiente afirmación:
"Por lo tanto, nuestra conclusión es que existen espejos superconductores a escala de laboratorio para microondas gravitacionales".
Esa es una cita tentadora, pero ¿qué es lo que sugieren?
Un experimento viene a la mente que podría ser capaz de reflejar este efecto. La Sonda de Gravedad B es un experimento basado en el espacio diseñado para detectar el efecto geodésico y el arrastre de estructuras, dos fuerzas diminutas predichas por la relatividad general.
El experimento consta de cuatro esferas perfectamente redondas, cada una del tamaño de una pelota de béisbol, que giran de forma rápida y por ende se comportan como giroscopios. Cada esfera tiene una capa delgada superconductora que permite que su giro y cualquier cambio se midan con precisión.
Si hubiera una interacción obvia entre una película superconductora y las ondas gravitacionales, la Sonda de Gravedad B ¿no la habría captado de alguna manera? Después de todo, en su artículo anterior Chiao indica que la esfera superconductora es la forma perfecta para una antena de onda gravitacional.
Como resultado, el experimento ha ido arrojando resultados anómalos desde que se inició. El equipo ha tratado de descifrarlos durante años y recientemente llegó a la conclusión de que son el resultado de algunas imperfecciones en la forma de las esferas. Esto parece poco probable dado el régimen de pruebas al que se sometió a la Sonda de Gravedad B durante su tortuosa historia.
La causa real de los problemas de la Sonda de Gravedad B ¿podrían ser los reflejos de las ondas gravitacionales que pasan?
Ref: arxiv.org/abs/0903.3280: Espejos superconductores a escala de laboratorio para microondas gravitacionales