Nuestra atracción física por los cuerpos calientes es real, según los físicos de UC Berkeley.

Para ser claro, no están hablando de atracción sexual por un cuerpo humano "caliente".

Pero los investigadores han demostrado que un objeto brillante en realidad atrae átomos, contrariamente a lo que la mayoría de la gente, incluidos los físicos, supondría.

El pequeño efecto es muy parecido al efecto que tiene un láser en un átomo en un dispositivo llamado pinzas ópticas, que se utilizan para atrapar y estudiar átomos, un descubrimiento que llevó al Premio Nobel de Física de 1997 compartido por el ex profesor de UC Berkeley Steven Chu, ahora en Stanford, Claude Cohen-Tannoudji y William D. Phillips.

Hasta hace tres años cuando un grupo de físicos austriacos lo predijo, nadie pensó que la luz regular, o incluso simplemente el calor emitido por un objeto cálido (el brillo infrarrojo que se ve al mirar a través de gafas de visión nocturna) podría afectar a los átomos de la misma manera.

Físicos de UC Berkeley, que son expertos en medir fuerzas diminutas mediante interferometría atómica, diseñó un experimento para comprobarlo. Cuando midieron la fuerza ejercida por la llamada radiación de cuerpo negro de un cilindro de tungsteno caliente sobre un átomo de cesio, la predicción fue confirmada.

La atracción es en realidad 20 veces la atracción gravitacional entre los dos objetos, pero como la gravedad es la más débil de todas las fuerzas, el efecto sobre los átomos de cesio - o cualquier átomo, molécula u objeto más grande - suele ser demasiado pequeño para preocuparse.

"Es difícil encontrar un escenario en el que esta fuerza se destaque, "dijo la coautora Victoria Xu, estudiante de posgrado en el departamento de física de UC Berkeley. "No está claro que tenga un efecto significativo en alguna parte. Sin embargo".

A medida que las mediciones de la gravedad se vuelven más precisas, aunque, efectos tan pequeños deben tenerse en cuenta. La próxima generación de experimentos para detectar ondas gravitacionales desde el espacio puede utilizar interferómetros de átomos de laboratorio en lugar de los interferómetros de un kilómetro de longitud que ahora están en funcionamiento. Los interferómetros generalmente combinan dos ondas de luz para detectar pequeños cambios en la distancia que han viajado; Los interferómetros atómicos combinan dos ondas de materia para detectar pequeños cambios en el campo gravitacional que han experimentado.

Para una navegación inercial muy precisa utilizando interferómetros atómicos, esta fuerza también debería tenerse en cuenta.

"Esta atracción de cuerpo negro tiene un impacto donde las fuerzas se miden con precisión, incluyendo mediciones de precisión de constantes fundamentales, pruebas de relatividad general, medidas de gravedad, etc. "dijo el autor principal Holger Müller, profesor asociado de física. Xu, Müller y sus colegas de UC Berkeley publicaron su estudio en la edición de diciembre de la revista. Física de la naturaleza .

Pinzas ópticas

Las pinzas ópticas funcionan porque la luz es una superposición de campos eléctricos y magnéticos, una onda electromagnética. El campo eléctrico en un haz de luz hace que las partículas cargadas se muevan. En un átomo o una pequeña esfera, esto puede separar cargas positivas, como el núcleo, de cargas negativas, como los electrones. Esto crea un dipolo, permitiendo que el átomo o la esfera actúen como una pequeña barra magnética.

El campo eléctrico en la onda de luz puede mover este dipolo eléctrico inducido alrededor, del mismo modo que puedes usar un imán de barra para empujar un trozo de hierro.

Usando más de un rayo láser, los científicos pueden hacer levitar un átomo o una perla para realizar experimentos.

Con débil luz incoherente, como la radiación de un cuerpo negro de un objeto caliente, el efecto es mucho más débil, pero aun ahí El equipo de Müller encontró.

Midieron el efecto colocando un gas diluido de átomos de cesio fríos, enfriado a tres millonésimas de grado por encima del cero absoluto (300 nanoKelvin), en una cámara de vacío y lanzándolos hacia arriba con un rápido pulso de luz láser.

La mitad recibe una patada adicional hacia un cilindro de tungsteno de una pulgada de largo que brilla a 185 grados Celsius (365 grados Fahrenheit), mientras que la otra mitad permanece sin patadas. Cuando los dos grupos de átomos de cesio caen y se reencuentran, sus ondas de materia interfieren, permitiendo a los investigadores medir el cambio de fase causado por la interacción tungsteno-cesio, y así calcular la fuerza de atracción de la radiación del cuerpo negro.

"La gente piensa que la radiación de un cuerpo negro es un concepto clásico en física, fue un catalizador para iniciar la revolución de la mecánica cuántica hace 100 años, pero todavía hay cosas interesantes que aprender al respecto, "Dijo Xu.