Física
Basado en el grafeno, resuelve muchas de las cuestiones pendientes de la física y la astrofísica
Eduardo Martínez de la Fe
Una investigación ha descubierto en el grafeno unas propiedades sorprendentes que podrían desvelar la existencia de un universo paralelo al nuestro, resolver las dudas sobre la constante cosmológica y explicar cómo se formaron las partículas elementales.
Del grafeno podrían esperarse muchas cosas, pero resulta difícil imaginar que daría lugar a un modelo cosmológico según el cual nuestro universo sería uno de dos universos paralelos estrechamente vinculados.
Ese modelo cosmológico ha sido un hallazgo inesperado, surgido después de que dos investigadores de la Universidad de Maryland descubrieran una propiedad sorprendente en el grafeno.
Según plantean, esa propiedad del grafeno sugiere que nuestro universo sería coalescente, es decir, estaría compuesto por otro universo que interactúa constantemente con el nuestro.
El grafeno es un material nanométrico bidimensional, compuesto por una capa de átomos de carbono colocados en una superficie uniforme que es ligeramente ondulada. Su estructura muestra una configuración atómica hexagonal.
Es el material más resistente de la naturaleza que no ha pasado desapercibido: los físicos Andréy Gueim y Konstantín Novosiólov fueron galardonados con el Premio Nobel de Física en 2010 por sus revolucionarios descubrimientos sobre el grafeno.
NUEVA CAMPANADA
Ahora han sido otros dos físicos, Alireza Parhizkar y Victor Galitski, los que han vuelto a dar la campanada con el grafeno. Descubrieron que, cuando una lámina de grafeno curvada y estirada se coloca sobre otra hoja igualmente curvada, de esa interacción surge un patrón nuevo que tiene un impacto directo en la conductividad eléctrica.
El físico Andrey Feldman destaca al respecto en Advance Science que las propiedades físicas de una sola capa de grafeno dependen del tamaño de su patrón hexagonal elemental.
En el grafeno bicapa, si las capas se deforman entre sí, se produce una nueva estructura periódica llamada patrón de muaré: su escala de longitud puede mostrar mayores órdenes de magnitud que el tamaño de los hexágonos originales.
Como resultado, los niveles de energía de los electrones en el grafeno cambian con respecto a sus energías en una sola capa y esta propiedad, según Parhizkar y Galitski, podría tener dimensiones cósmicas.
Es decir, ambos autores plantean que, en los experimentos sobre las propiedades eléctricas de las láminas de grafeno apiladas, prevalecen unas condiciones energéticas especiales que se repiten siempre, produciendo resultados que se parecen a pequeños universos. En otras palabras, aseguran, podría existir una realidad paralela a la nuestra que se revela a través del grafeno.
MUNDOS COALESCENTES
Según estos autores, algunos fenómenos en cosmología y física de partículas elementales podrían ser el resultado de dos mundos coalescentes casi idénticos que interactúan entre sí, tal como ocurre en las capas de grafeno.
Si esta suposición es correcta, una de las cuestiones que podría quedar resuelta gracias al grafeno sería la discrepancia entre el valor medido de la constante cosmológica y la estimación teórica de su cantidad.
"No afirmamos que nuestro resultado resuelva el problema de la constante cosmológica", explica al respecto Parhizkar. “Esa es una afirmación muy arrogante, para ser honestos. Lo que planteamos es que, si tenemos dos universos con constantes cosmológicas enormes y las combinamos, existe la posibilidad de que podamos obtener una constante cosmológica uniforme".
Los autores plantean asimismo que su modelo no solo brinda una solución plausible al problema de la constante cosmológica, sino que también predice la inflación cósmica, la expansión ultrarrápida del universo que tuvo lugar inmediatamente después del Big Bang.
El modelo cosmológico basado en el grafeno explicaría también el mecanismo de Higgs, un tipo de superconductividad que se produce en el vacío y que explica el origen de la masa de las partículas elementales, así como el bosón de Higgs, descubierto en el Gran Colisionador de Hadrones en 2012, y que ayuda a que todas las partículas tengan masa.
PERSPECTIVAS PROMETEDORAS
El modelo, por último, no solo incluye fenómenos ya observados o hipotéticos, sino también algunas predicciones sobre nuevas interacciones entre partículas elementales, que tal vez podrían observarse en el futuro, según los investigadores.
El equipo se propone continuar estudiando su teoría, con la esperanza de encontrar una manera de probarla experimentalmente y, tal vez, de revolucionar una vez más la física de partículas y la astrofísica.
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REFERENCIA
Strained bilayer graphene, emergent energy scales, and moiré gravity. Alireza Parhizkar and Victor Galitski. Phys. Rev. Research 4, L022027; 2 May 2022. DOI:https://doi.org/10.1103/PhysRevResearch.4.L022027
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