Un grupo de investigadores de la Universidad de Australia Occidental ha detectado señales raras que podrían ser ondas gravitacionales de alta frecuencia, hasta el momento nunca registradas, gracias a un aparato que desarrollaron en colaboración con el ARC Centre of Excellence for Dark Matter Particle Physics (CDM).
Se cree que las ondas gravitacionales se producen por un agujero negro primordial —aquel que no se formó debido al colapso gravitatorio de una estrella sino a la extrema densidad del universo al inicio de su expansión tras el Big Bang— o una nube de partículas de materia oscura.
La existencia de las ondas gravitacionales fue predicha por Albert Einstein, quien afirmó que el movimiento de objetos astronómicos podrían enviar ondas en la curvatura del espacio-tiempo a lo largo del universo. La predicción fue probada en 2015 con la primera detección de una señal de onda gravitatoria.
Desde entonces comenzó una época de investigaciones de ondas gravitatorias pero los instrumentos actuales solo cuentan con sensibilidad para las señales de baja frecuencia, como las que se emiten por una fusión de dos agujeros negros o por una estrella capturada por un agujero negro. Mientras la detección de ondas de alta frecuencia permanece en un ámbito de la astrofísica no explorado.
El dispositivo detector
Gracias al nuevo detector, diseñado con el fin de detectar ondas gravitatorias de alta frecuencia, se han registrado eventos en cada una de las dos jornadas de experimentos que tuvieron lugar en mayo y noviembre de 2019. Estos datos podrían encajar en los objetivos de su estudio, según revelan en un informe en la revista APS Physics.
Su dispositivo consta de un disco de cristal de cuarzo capaz de vibrar a altas frecuencias debido a las ondas acústicas que lo atraviesan. Estas ondas generan una carga eléctrica detectada por placas conductoras colocadas en superficies externas del disco.
El aparato se conectó a un dispositivo superconductor de interferencia cuántica, conocido como SQUID, que funciona como un amplificador de señales de bajo voltaje. El conjunto fue enfriado para excluir el ruido térmico y protegido por escudos de radiación contra campos electromagnéticos.
Las fuentes potenciales
El equipo científico ahora está trabajando en determinar la naturaleza de las señales detectadas, que además de ser ondas gravitatorias, también podrían ser el resultado de la formación de tensión mecánica en el propio disco, un evento meteórico, un proceso atómico interno o incluso la interacción del detector con partículas masivas de materia oscura.
El profesor Michael Tobar, miembro del equipo, señala que «el desarrollo de esta tecnología podría proporcionar la primera detección de ondas gravitacionales a estas altas frecuencias«, lo que ofrece «una nueva perspectiva» en esta área de la astronomía de ondas gravitacionales.
«Para la próxima generación del experimento se construirá un clon de este detector y un detector de muones sensibles a las partículas cósmicas. Si los dos detectores encuentran la presencia de ondas gravitacionales, esto será verdaderamente emocionante«, expresó el investigador.
Por Agencia