Materiales superconductores utilizados como transductores cuánticos y antenas para radiaciones gravitacionales y electromagnéticas.


Se estudia utilizar a los materiales superconductores como antenas y transductores gravitacionales cuánticos macroscópicos, que pueden convertir directamente a la reflexión de un haz de radiación electromagnética  en radiación gravitacional y viceversa y así servir como fuentes prácticas de laboratorio, que trabajen como receptores de ondas gravitacionales o de ondas electromagneticas como las ondas de radiofrecuencia, el siguiente dibujo es una representacion esquematica de dicho experimento,

 


Raymond Chiao de la Universidad de California en Merced, concibio la idea de utilizar láminas superconductoras que podrian reflejar las ondas de gravedad,  este exprimento supone que un superconductor podría transformar ondas de radio, luz o cualquier otra forma de radiación electromagnética en ondas gravitatorias y viceversa.

Su análisis, al igual que la mayoría de las discusiones sobre la radiación de gravedad, procede por analogía con la radiación electromagnética. Así como los cambios de un de un campo eléctrico o de un cambio magnético, produce ondas electromagnéticas, cambios en el campo gravitatorio produce las ondas gravitacionales. La analogía es en realidad muy ajustada.

En una primera aproximación, las ecuaciones de Einstein para la gravedad tendrian una forma similar a las ecuaciones del electromagnetismo de Maxwell, la masa juega el papel de la carga eléctrica, la única diferencia que su valor debe ser positivo,por lo menos en la física clásica. Las masas atraen otras masas a través de un campo, las masas ejercen fuerzas sobre las masas móviles. A traves de los años un número de físicos han sugerido que si un superconductor puede bloquear los campos magnéticos, dando lugar al efecto Meissner, que es responsable de la levitación magnética sobre un superconductor entonces podría bloquear también, campos gravitomagneticos. Cuando Chiao añade el campo gravitomagnético a las ecuaciones cuánticas para la superconductividad, confirma que no sólo el efecto gravitatorio de Meissner, sino también un acoplamiento entre las dos variedades de campo magnético.  

El efecto Meissner,  es la desaparición total del flujo del campo magnético en el interior de un material superconductor por debajo de su temperatura crítica.Meissner encontro que el campo magnético se anula completamente en el interior del material superconductor y que las líneas de campo magnético son expulsadas del interior del material, por lo que este se comporta como un material diamagnético perfecto, esto define la superconductividad .

El gravitomagnetismo es causada por un fenómeno de la naturaleza, que se sospecha que exista, pero que nunca ha podido ser verificado. El gravitomagnetismo es producido por las estrellas y planetas cuando giran. Es similar al campo magnético producido por una bola de carga eléctrica cuando gira, al cambiar la carga eléctrica por masa, el magnetismo se convierte en gravitomagnetismo.

De acuerdo con la teoría de Einstein sobre la Relatividad General, existe y es real. Cuando un planeta o una estrella o un agujero negro, o una masa giran sobre su propio eje, arrastra el espacio y el tiempo a su alrededor, una acción conocida como el arrastre del marco de referencia. El tejido del espacio tiempo se retuerce formando un vórtice. Einstein dice que todas las fuerzas gravitacionales corresponden a la curvatura del espacio-tiempo, y la retorcida es el gravitomagnetismo.

Un campo magnético ordinario establece electrones en movimiento cerca de la superficie de un superconductor. Esos electrones llevan la masa y por lo tanto su movimiento genera un campo gravitomagnético. Así, una onda electromagnética entrante se reflejará en parte como una onda gravitacional y viceversa.  Lo mismo debería ocurrir en cualquier conductor eléctrico, pero en un superconductor todos los electrones se mueven al unísono, amplificando ampliamente el efecto. De hecho, Chiao piensa que la energía entrante se dividirá uniformemente entre los dos tipos de radiación.
 

Cómo las láminas superconductoras podrían reflejar ondas gravitatorias.

Galileo.


Eduardo Ghershman, 8.1.2016.