Científicos de la Universidad de Estocolmo, Nordita y la Universidad de Tubinga han sugerido detectar ondas gravitacionales observando cambios en la luz emitida por los átomos. Las ondas desplazarían sutilmente las frecuencias de los fotones en diferentes direcciones sin alterar las tasas de emisión. Este enfoque podría permitir el desarrollo de detectores compactos que utilicen sistemas de átomos fríos.
Las ondas gravitacionales, ondulaciones en el espacio-tiempo provocadas por eventos como la colisión de agujeros negros, se detectan habitualmente con instrumentos de escala kilométrica que miden cambios minúsculos en la distancia. Un estudio teórico aceptado para su publicación en Physical Review Letters ofrece un método novedoso: examinar cómo estas ondas afectan la emisión espontánea de los átomos. Los átomos liberan luz a frecuencias específicas al regresar a estados de menor energía, interactuando con el campo electromagnético cuántico. Las ondas gravitacionales modulan este campo, desplazando las frecuencias de los fotones emitidos de forma direccional, señalan los investigadores. Jerzy Paczos, estudiante de doctorado en la Universidad de Estocolmo, explicó: 'Las ondas gravitacionales modulan el campo cuántico, lo que a su vez afecta la emisión espontánea. Esta modulación puede desplazar las frecuencias de los fotones emitidos en comparación con el caso sin ondas'. La tasa total de emisión de luz permanece inalterada, creando un patrón direccional distintivo en el espectro que revela la dirección y la polarización de la onda, ayudando a distinguir las señales del ruido. Esta firma había pasado inadvertida hasta ahora porque el brillo general sigue siendo el mismo. La idea se centra en las ondas de baja frecuencia, relevantes para futuras misiones espaciales. Sistemas como los relojes atómicos con transiciones ópticas precisas y tiempos de interacción prolongados en configuraciones de átomos fríos son prometedores para las pruebas. Navdeep Arya, investigador posdoctoral en la Universidad de Estocolmo, señaló: 'Nuestros hallazgos podrían abrir una vía hacia la detección compacta de ondas gravitacionales, donde el conjunto atómico relevante sea de escala milimétrica'. Los autores comparan los átomos con un tono constante alterado direccionalmente por el paso de las ondas. Si bien las estimaciones son prometedoras, se requiere un análisis de ruido exhaustivo para determinar su viabilidad. El estudio, realizado por Jerzy Paczos, Navdeep Arya, Sofia Qvarfort, Daniel Braun y Magdalena Zych, fue proporcionado por la Universidad de Estocolmo.
