El gas cuántico revela los secretos del nacimiento del Universo ✛ ✎

Original: "Expansion-contraction duality breaking in a Planck-scale sensitive cosmological quantum simulator"
arXiv:2506.02719v3 · 2025-06-03 · arXiv non-exclusive · análisis propio · 1 min
Átomos ultrafríos se convierten en un modelo en miniatura del cosmos para revelar las ondulaciones ocultas que dejó el Big Bang.

Para asomarse al pasado 14 mil millones de años atrás no hace falta un telescopio: basta con una nube de átomos enfriados casi al cero absoluto. En el estado de condensado de Bose-Einstein, descubierto por Bose y Einstein, los átomos se funden en una gigantesca onda sincronizada. Ajustando el magnetismo, los científicos convierten esa onda en un diminuto «estanque» que modela el espacio-tiempo justo después del Big Bang, con sus ondulaciones de irregularidades primordiales. El hallazgo principal: cuando el «estanque» se expande (como nuestro Universo), las ondulaciones finas desaparecen sin dejar rastro, y cuando se contrae, las grandes se esfuman. Este «amortiguamiento de Planck» rompe la simetría: contrariamente a lo esperado, las ondulaciones no son iguales en todas las escalas. Tal efecto es consecuencia directa de que el espacio, a escalas ínfimas, deja de ser liso (aquí juega un papel la curvatura). Por primera vez, un truco de laboratorio permite distinguir la teoría inflacionaria de Alan Guth de otros escenarios y mirar más allá del Modelo Estándar sin necesidad de colosales aceleradores. La temperatura de este «cosmos» es cien millones de veces más baja que la del vacío interestelar: el más mínimo calor destruiría toda la simulación.

El gas se enfría a unas pocas milmillonésimas de grado por encima del cero absoluto: tan frío que incluso la radiación de fondo cósmico, enfriada tras el Big Bang, resulta caliente en comparación.

k^2 W_k = a^2 \lambda_{pl}^{-2} F^2(k \lambda_{pl} / a)
Relación de dispersión para los modos de perturbación: el cuadrado del número de onda multiplicado por el espectro de potencia depende de la longitud de Planck λ_pl, que viene dada por el ancho de la trampa. Esto muestra cómo los parámetros de laboratorio se relacionan con la escala de gravedad cuántica.
Científicos
Alan GuthAlexander FriedmannAndrei LindeGeorges LemaîtreJames PeeblesAdam Riess
Conceptos
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