Estudio
teórico predice que las ondas gravitacionales dejan huellas en las partículas
Por: Universidad de Estocolmo.
19 de marzo de 2026
Las ondas gravitacionales modifican la frecuencia (color) de la luz emitida por los átomos según la dirección de emisión. Las mediciones precisas de estos cambios de frecuencia podrían ofrecer una nueva forma de detectar ondas gravitacionales. Crédito de la imagen: Jerzy Michal Paczos.
Las ondas gravitacionales son perturbaciones en el espacio-tiempo producidas por eventos cósmicos violentos, como la fusión de agujeros negros. Hasta ahora, las detecciones directas se han basado en la medición de pequeños cambios de distancia mediante instrumentos de escala kilométrica. En un nuevo estudio teórico publicado en Physical Review Letters, investigadores de la Universidad de Estocolmo y la Universidad de Tubinga proponen un enfoque no convencional: rastrear cómo las ondas gravitacionales modifican la luz emitida por los átomos.
El trabajo describe una posible vía de detección, pero la demostración experimental queda pendiente. Cuando los átomos se excitan, se relajan de forma natural emitiendo luz a una frecuencia característica; un proceso cuántico conocido como emisión espontánea. Esto ocurre a través de su interacción con el campo electromagnético cuántico. “Las ondas gravitacionales modulan el campo cuántico, lo que a su vez afecta la emisión espontánea, esta modulación modificaría la frecuencia de los fotones emitidos”, explicó Jerzy Paczos, estudiante de doctorado de la Universidad de Estocolmo.
El equipo predice que la emisión se vuelve dependiente de la dirección: los átomos emiten fotones a la misma tasa general, razón por la cual este efecto se ha pasado por alto hasta ahora, pero las frecuencias de los fotones varían con la dirección de emisión. Este patrón espectral direccional codificaría la dirección y la polarización de la onda y podría ayudar a distinguir la señal del ruido.
Las ondas gravitacionales de baja frecuencia constituyen un objetivo principal para los futuros observatorios espaciales. Los autores señalan que las transiciones ópticas estrechas utilizadas en las plataformas de relojes atómicos ofrecen largos tiempos de interacción, lo que podría convertir a los sistemas de átomos fríos en un banco de pruebas prometedor. Los átomos emiten luz como un reproductor de música que mantiene un tono constante, pero una onda gravitacional altera el sonido de la nota en diferentes direcciones.
“Nuestros hallazgos podrían abrir un camino hacia la detección compacta de ondas gravitacionales, donde el conjunto atómico relevante tiene un tamaño milimétrico”, afirmó Navdeep Arya, investigador postdoctoral de la Universidad de Estocolmo. Arya, agregó: “Es necesario un análisis exhaustivo del ruido para evaluar la viabilidad práctica, pero nuestras primeras estimaciones son prometedoras”.
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