El detector de ondas gravitacionales LIGO supera el límite cuántico

Científicos e ingenieros del detector de ondas gravitacionales LIGO han aplicado una técnica de compresion cuántica que aumenta su sensibilidad y capacidad para detectar colisiones cósmicas.

Por pequeñas que sean sus mediciones de ondas gravitacionales --perturbaciones en el espacio-tiempo provocadas por fusiones de pares de estrellas de neutrones o agujeros negros o por supernovas--, la precisión de LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) ha estado siempre limitada por las leyes de la física cuántica. A escalas subatómicas muy pequeñas, el espacio vacío se llena con un leve crujido de ruido cuántico, que interfiere con las mediciones de LIGO y restringe la sensibilidad que puede alcanzar el observatorio.

Ahora, en un artículo en la revista Physical Review X, los investigadores de LIGO informan de un avance significativo en una tecnología cuántica llamada "expresión" que les permite sortear este límite y medir ondulaciones en el espacio-tiempo en todo el rango de frecuencias gravitacionales detectadas por LIGO.

Esta nueva tecnología de "compresión dependiente de la frecuencia", en funcionamiento en LIGO desde que se volvió a activar en mayo de este año, significa que los detectores ahora pueden explorar un volumen mayor del universo y se espera que detecten aproximadamente un 60 por ciento más de fusiones que antes. Esto aumenta enormemente la capacidad de LIGO para estudiar los eventos exóticos que sacuden el espacio y el tiempo.

"No podemos controlar la naturaleza, pero podemos controlar nuestros detectores", dice en un comunicado Lisa Barsotti, científica investigadora senior del MIT que supervisó el desarrollo de la nueva tecnología LIGO.

"Ahora que hemos superado este límite cuántico, podemos hacer mucha más astronomía", explica Lee McCuller, profesor asistente de física en Caltech y uno de los líderes del nuevo estudio. "LIGO utiliza láseres y grandes espejos para realizar sus observaciones, pero estamos trabajando a un nivel de sensibilidad que significa que el dispositivo se ve afectado por el reino cuántico".

Los resultados también tienen ramificaciones para futuras tecnologías cuánticas, como las computadoras cuánticas y otras microelectrónicas, así como para experimentos de física fundamental. "Podemos tomar lo que hemos aprendido de LIGO y aplicarlo a problemas que requieren medir distancias a escala subatómica con una precisión increíble", dice McCuller.