Los nuevos experimentos dimensionales

Vivimos en un mundo en el que solo tienen sentido tres dimensiones. Podemos movernos de izquierda a derecha, arriba o abajo, delante o detrás. Al menos eso es lo que percibe nuestra mente en la totalidad de los objetos que nos rodean, a lo que podemos agregarle el tiempo.

Desde hace mucho tiempos se especula con la existencia de otras dimensiones. De hecho el término de ”cuarta dimensión” ha sido incorporado a la física, especialmente en el concepto espacio-tiempo, y a las matemáticas, en donde aparece asociado a espacios euclídeos de más de tres dimensiones y cuya complejidad los hace solo comprensibles para quienes experimentan en matemáticas abstractas.

El tercer ámbito en donde se plantea la existencia de más dimensiones que las tres conocidas ha sido hasta ahora el de la Ciencia Ficción; sin embargo algo parece estar cambiando. Un reciente experimento llevado a cabo por dos laboratorios independientes, uno con sede en Suiza y otro en Estados Unidos, muestra una vía por la cual sería posible observar fenómenos de dimensiones superiores desde un sistema de dimensiones inferiores. O, en otras palabras, ser capaces de tener un atisbo de la cuarta dimensión desde nuestro mundo esencialmente tridimensional. Ambos experimentos se han publicado recientemente en Nature y han sido difundidos por varios medios (recomendamos la lectura del artículo de José Manuel Nieves en ABC Ciencia).

J. Nicholas Ciano –desde la Ciencia Ficción– plantea en Operación Eclipse un experimento a gran escala mediante el cual se podría penetrar hacia una dimensión paralela que, entre otros enigmas del universo, dejaría abierta la posibilidad de la existencia de “viajeros dimensionales. Lo interesante es que los descubrimientos anunciados recientemente por Nature “se han llevado a cabo en el inhóspito terreno de las partículas subatómicas, un mundo microscópico con sus propias reglas (descritas por la Mecánica Cuántica), donde las leyes de la Física tradicional dejan de funcionar y en el que las partículas de las que todos estamos hechos son capaces de hacer cosas extraordinarias” tal como lo ha escrito el propio Nieves.

La novela de Ciano describe justamente una ficción en donde la investigación de partículas subatómicas puede conducir a descubrimientos que desafían nuestra imaginación. En los casos de los experimentos realizados por estos dos laboratorios, cada uno de ellos ideó su propia configuración experimental. En el primer se experimentó con átomos ultrafríos y en el segundo con partículas de luz (fotones), algo que les permitió vislumbrar la cuarta dimensión espacial en virtud del denominado "efecto Hall cuántico", la versión cuántica del conocido efecto Hall de los campos eléctricos. Para entenderlo de modo sencillo imaginemos la sombra que proyecta un cubo (tres dimensiones) en un papel (dos dimensiones). El movimiento de la sombra del cubo sobre el papel puede darnos información acerca del carácter tridimensional del cubo. El “efecto Hall cuántico plantea que el cubo tridimensional puede considerarse “la sombra” de un objeto que posee más dimensiones.

Durante mucho tiempo los físicos creyeron que el efecto Hall solo podía manifestarse en sistemas de dos dimensiones, pero más recientemente algunos expertos sostuvieron que un efecto similar podría tener lugar también en sistemas tetradimensionales (de cuatro dimensiones). Finalmente, dos equipos independientes de investigadores, uno liderado por Oded Zilberberg en Suiza y el otro por Mikael Rechtsman en la Universidad de Pennsilvania (Estados Unidos) han conseguido poner a punto una manera de observar esos fenómenos físicos que según la teoría solo se manifiestan en una dimensión superior a la nuestra.

"Cuando la teoría predijo que el efecto Hall cuántico se podía observar en el espacio tetradimensional, -afirma Mikael Rechtsman- se consideró como algo de interés puramente teórico porque el mundo real consiste en solo tres dimensiones espaciales; era más o menos una curiosidad. Pero, ahora hemos demostrado que el efecto Hall cuántico de cuatro dimensiones puede emularse utilizando fotones (partículas de luz) que fluyen a través de una intrincada pieza de vidrio, una matriz de guías de ondas".

¿Qué encontraríamos si lográramos pasar de la etapa teórica a la práctica? ¿Qué hallaríamos más allá de la puerta de esa cuarta dimensión? ¿Acaso un mundo paralelo como el del que habla Ciano en su ficción? ¿Tal vez una región no explorada del Universo desde la que posiblemente nos visitan?

En Operación Eclipse –cuyo guión anticipatorio fue escrito hace veinte años–, se plantea un experimento similar con antigravitones, una partícula subatómica en la cual actualmente se trabaja en diversos proyectos de análisis dimensional. De un modo u otro, la Ciencia Ficción sigue siendo un campo de frontera desde el que muchos científicos han desarrollado ideas que, finalmente, alcanzan su demostración en el laboratorio.

Créditos de imagen: NASA,ESA,y The Hubble HeritageTeam(STScI /AURA). Corresponde a la misteriosa región llamada los Pilares de la Creación, fotografiada por el Hubble por primera vez en 1995. Estas columnas de gas frío y de polvo, de años luz de largo, se encuentran a unos 6.500 años luz de distancia a M16, la nebulosa del Águila, en la constelación Serpens. Algunos creen que son puertas dimensionales.