Gracias a un nuevo tipo de gravímetro cuántico, el primero en probarse fuera de un laboratorio, los investigadores de todas las tendencias pronto podrán explorar el subsuelo de los planetas con una precisión sin igual.
“Cualquier tecnología suficientemente avanzada es indistinguible de la magia”, afirmaba el ilustre autor de ciencia ficción Arthur C. Clarke en un ensayo publicado en 1962. 60 años después, la cita cobra más actualidad que nunca en una época en la que habitualmente oímos hablar de inteligencia artificial, fusión nuclear o física cuántica. La prueba con el nuevo gravímetro cuántico desarrollado por la Universidad de Birmingham es prueba de ello, ya que en breve permitirá ver a través de la superficie de los planetas con una precisión sin igual.
Todos los geólogos del mundo soñarían con poder mirar debajo de la superficie de un planeta desde la superficie, como observar un órgano durante un examen de resonancia magnética. Desafortunadamente, esto sigue siendo una utopía; para hacerlo, deben compilar datos producidos por una variedad de métodos diferentes.
Un enfoque muy popular es, por ejemplo, utilizar ondas sísmicas. Los investigadores utilizan habitualmente grandes pistones, a menudo montados en un camión, para golpear el suelo de forma muy precisa; luego pueden estudiar el comportamiento de la ola resultante del impacto.
De hecho, estas ondas viajan a diferentes velocidades según la densidad del medio; en función del tiempo que tarda la onda de retorno en llegar a las distintas balizas, los geólogos pueden así determinar la arquitectura del subsuelo con mayor o menor precisión.
Auscultar las entrañas de la Tierra
Pero este enfoque, como muchos otros, tiene varias limitaciones conceptuales, particularmente en términos de precisión y logística. Y a este nivel, hay una tecnología que tiene cierto potencial: el estudio del campo gravitatorio, llamado gravimetría.
El concepto no es nuevo; la gravimetría ya se utiliza en una gran cantidad de disciplinas. Ya se utilizan en el contexto de la cartografía, la geología fundamental… Una vez resumido de forma resumida, el concepto es bastante simple: se trata de medir las mínimas variaciones en el campo gravitatorio provocadas por las diferencias de masa entre diferentes objetos.
Hoy en día, los gravímetros más avanzados son capaces de ofrecer un rendimiento impresionante en el laboratorio; pero en campo, a la hora de realizar un análisis gravimétrico a escala planetaria, vuelven a sufrir problemas de resolución.
El mundo cuántico al rescate
De hecho, es una técnica extremadamente sensible; por lo tanto, el resultado puede verse alterado fácilmente por un montón de señales de interferencia muy débiles. Un pequeño cambio en la temperatura o el campo magnético puede cambiar significativamente el resultado final. En términos de resolución espacial, estas máquinas comienzan a entrecerrar los ojos tan pronto como se interesan en objetos del orden de un metro.
Para subir de nivel, los investigadores ingleses han optado por un enfoque radicalmente diferente, basado en la física cuántica que reina en el mundo de lo infinitamente pequeño, a escala de partículas. Muy brevemente, este tipo de gravímetro explota las propiedades cuánticas de la materia y, en particular, la noción de superposición.
“La superposición es la idea de que las partículas cuánticas pueden existir en dos estados, o viajar a lo largo de dos trayectorias diferentes simultáneamente.”, explica Kai Bongs, uno de los autores del estudio. “La diferencia entre estas dos trayectorias crea, en esencia, una interferencia cuántica que termina cuando reunimos [ces trajectoires]”. Esto les permite determinar la fuente de esta interferencia, que equivale a determinar la intensidad de las fuerzas gravitatorias en presencia. Es un enfoque muy potente que permite obtener resultados de una precisión extrema.
Una gran herramienta en la Tierra y en el espacio.
El equipo inglés no es el primero en interesarse por los gravímetros cuánticos, ni mucho menos; es un enfoque cuya viabilidad ya ha sido probada en el laboratorio durante años. Lo que hace que este trabajo sea tan interesante es que fue el primero en producir una máquina funcional, precisa y, sobre todo, compatible con el uso en condiciones reales.
“Nuestro instrumento fue el primero en detectar un objetivo subterráneo en el contexto de un trabajo de ingeniería civil, fuera de un laboratorio”, explica Bongs. “Este es realmente un gran avance en las aplicaciones prácticas de la tecnología cuántica.”, se entusiasma.
Y entendemos su entusiasmo. Un sistema de este tipo podría revolucionar nuestra relación con el underground. Permitirá a ingenieros, geólogos y prospectores explorar el subsuelo con una precisión inigualable y sin restricciones logísticas. Una verdadera ventana a las entrañas de la Tierra.
Y el loco potencial de esta nave no se detiene en la Tierra. La propia Agencia Espacial Europea (ESA) ya ha mostrado interés. Espera poder integrar sensores de este tipo en su próxima generación de satélites para estudiar la Tierra y otros planetas. Es probable que esto permita lograr avances increíbles en disciplinas tan diversas y variadas como la biología, la geología, la climatología…
A partir de ahora, el equipo trabajará en el perfeccionamiento de su sensor. En particular, será necesario calibrarlo a la perfección, asegurar su fiabilidad y mejorar su portabilidad. Una vez superados estos obstáculosaquí de 5 a 10 años”, los investigadores estiman que este ya excepcional sensor podría volverse incluso 100 veces más preciso que el actual. ¡La Tierra pronto ya no tendrá derecho a ninguna privacidad!
La publicación de los investigadores está disponible aquí.
