Holómetro de Fermilab

El holómetro de Fermilab , ubicado en Fermilab en Illinois , era un interferómetro láser diseñado para ser el más sensible del mundo, superando la sensibilidad de los sistemas GEO600 y LIGO , y teóricamente capaz de detectar fluctuaciones holográficas en el espacio-tiempo . ^{[ 1 ] [ 2 ] [ 3 ]}

Según el director del proyecto, el Holómetro debería ser capaz de detectar fluctuaciones en la luz de un solo attómetro , alcanzando o superando la sensibilidad requerida para detectar las unidades más pequeñas del universo, llamadas unidades de Planck . ^{[ 1 ]} Fermilab declaró: «Hoy en día, todos estamos familiarizados con las imágenes borrosas y pixeladas , o la transmisión de sonido ruidosa, asociadas con un ancho de banda de internet deficiente. El Holómetro busca detectar la borrosidad o el ruido equivalentes en la realidad misma, asociados con el límite de frecuencia último impuesto por la naturaleza». ^{[ 4 ]}

En 2015, Fermilab anunció que el estudio había encontrado que el espacio-tiempo no está cuantizado en la escala que se está midiendo. ^{[ 5 ]}

Craig Hogan , astrofísico de partículas en Fermilab, comentó sobre el experimento: "Lo que buscamos es el momento en que los láseres pierden sincronización. Intentamos detectar la unidad más pequeña del universo. Es realmente muy divertido, una especie de experimento de física a la antigua usanza donde no se sabe cuál será el resultado".

El físico experimental Hartmut Grote, del Instituto Max Planck en Alemania, afirmó que, si bien se mostraba escéptico respecto a que el aparato detectara con éxito las fluctuaciones holográficas, si el experimento resultaba exitoso, «tendría un impacto muy significativo en una de las cuestiones más abiertas de la física fundamental. Sería la primera prueba de que el espacio-tiempo, el tejido del universo, está cuantizado ». ^{[ 1 ]}

Holometer comenzó en 2014, recopilando datos que ayudarían a determinar si el universo se ajusta al principio holográfico . ^{[ 6 ]} La hipótesis de que el ruido holográfico puede observarse de esta manera ha sido criticada con el argumento de que el marco teórico utilizado para derivar el ruido viola la invariancia de Lorentz . Sin embargo, la violación de la invariancia de Lorentz ya está fuertemente restringida, un problema que ha sido abordado de manera muy insatisfactoria en el tratamiento matemático. ^{[ 7 ]}

El holómetro de Fermilab también ha encontrado otros usos además del estudio de las fluctuaciones holográficas del espacio-tiempo. Ha mostrado restricciones sobre la existencia de ondas gravitacionales de alta frecuencia y agujeros negros primordiales . ^{[ 8 ]}

El holómetro constaba de dos interferómetros Michelson de 39 m de longitud de brazo con reciclaje de potencia , similares a los instrumentos LIGO . Los interferómetros podían operarse en dos configuraciones espaciales, denominadas "anidada" y "espalda con espalda". ^{[ 9 ]} Según la hipótesis de Hogan, en la configuración anidada, los divisores de haz de los interferómetros deberían parecer desviarse al unísono (es decir, la desviación debería estar correlacionada ); por el contrario, en la configuración espalda con espalda, cualquier desviación de los divisores de haz debería ser no correlacionada. ^{[ 9 ]} La presencia o ausencia del efecto de desviación correlacionada en cada configuración puede determinarse mediante la correlación cruzada de las salidas de los interferómetros.

El experimento comenzó un año de recopilación de datos en agosto de 2014. ^{[ 10 ]} Un artículo sobre el proyecto titulado Now Broadcasting in Planck Definition de Craig Hogan termina con la declaración "No sabemos qué encontraremos". ^{[ 11 ]}

Un nuevo resultado del experimento, publicado el 3 de diciembre de 2015 tras un año de recopilación de datos, ha descartado la teoría de Hogan sobre un universo pixelado con un alto grado de significación estadística (4,6 sigma). El estudio reveló que el espacio-tiempo no está cuantizado a la escala medida. ^{[ 5 ]}

Basándose en lo que los autores denominan las "mediciones y análisis finales [...] del Holómetro de primera generación", se informó en 2017 que "ha probado y excluido de manera concluyente una clase general de modelos de correlaciones de ruido de cizallamiento geométrico cuántico". ^{[ 12 ]}

En 2020 se utilizó una versión mejorada del holómetro para investigar modelos en los que las correlaciones se observan en grados de libertad rotacionales. Los resultados fueron consistentes con un espaciotiempo clásico, lo que limitó los modelos probados. ^{[ 13 ]}

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