En un reciente estudio publicado el 20 de marzo en la revista Nature, un equipo de físicos describe un paso importante en cuanto a la simulación de las condiciones extremas encontradas alrededor de los agujeros negros. Utilizando helio superfluido enfriado a una temperatura cercana al cero absoluto, lograron crear un torbellino sin fricción, simulando así la forma en que los agujeros negros hacen girar el espacio-tiempo en su periferia.
Este torbellino, compuesto por miles de pequeños vórtices combinados en un solo gran torbellino, permitió a los investigadores observar comportamientos similares a los de los agujeros negros. En particular, detectaron un fenómeno similar al "ringdown" de los agujeros negros, un fenómeno por el cual un agujero negro recién fusionado oscila sobre su eje.
El experimento, llevado a cabo por Patrik Svancara y su equipo de la Universidad de Nottingham en el Reino Unido, utiliza helio superfluido para estudiar en detalle y con una precisión sin precedentes las interacciones dentro del torbellino. El helio superfluido, cuya viscosidad es extremadamente baja, ofrece una oportunidad única de investigar estos fenómenos sin las restricciones presentes en experimentos anteriores realizados con agua.
El trabajo de Svancara y sus colegas es parte de una larga búsqueda para unificar la teoría de la relatividad general de Einstein con la mecánica cuántica. Los agujeros negros, con su capacidad para deformar el espacio-tiempo, constituyen un campo de estudio para los físicos que buscan comprender las leyes de la física en condiciones extremas.
Estudio de ondas en la interfaz de un superfluido de helio, capturando fluctuaciones de altura a escala micrométrica.
Las diferentes partes de la imagen muestran:
a) una vista general de la superficie con áreas especificadas para una evacuación central y un límite exterior;
b-e) ilustraciones de modos azimutales, identificados por el número de crestas o valles a lo largo de un círculo, analizados a través de una transformada de Fourier;
f, g) espectros de ondas que muestran las frecuencias de ondulación en diferentes radios, con una notable ausencia de excitaciones a baja frecuencia, y comparaciones entre las predicciones teóricas y las observaciones experimentales marcadas por las líneas amarillas y rojas.
Esta investigación podría eventualmente permitir predecir el comportamiento de los campos cuánticos en espacios curvados alrededor de agujeros negros astrofísicos, según Silke Weinfurtner, co-autor del estudio y profesor de física en la Universidad de Nottingham.