Físico del HZDR Propone Experimento para Manipular Ondas Gravitacionales con Luz

El profesor Ralf Schützhold, físico teórico y Director del Instituto de Física Teórica en el Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR), ha presentado un diseño conceptual para un experimento que busca manipular activamente las ondas gravitacionales mediante su acoplamiento con ondas de luz. La propuesta se fundamenta en el principio de que la gravedad interactúa con toda forma de energía, incluida la radiación electromagnética. El HZDR, un centro de investigación alemán miembro de la Asociación Helmholtz, centra sus actividades en áreas como la energía, la salud y la materia.

La idea central de Schützhold, detallada en un artículo de 2025 publicado en Physical Review Letters, consiste en inducir una transferencia de energía entre una onda de luz incidente y una onda gravitacional que la atraviesa. Este intercambio energético hipotético provocaría un aumento marginal en la intensidad de la onda gravitacional. Consecuentemente, se produciría una alteración teóricamente medible, aunque extremadamente pequeña, en la frecuencia de la onda lumínica. La viabilidad de este efecto depende de una infraestructura experimental de gran escala.

El montaje propuesto requiere el uso de pulsos láser reflejados hasta un millón de veces entre espejos dispuestos en una configuración de un kilómetro de longitud. Este rebote constante generaría una trayectoria óptica efectiva de aproximadamente un millón de kilómetros, una dimensión necesaria para que el cambio de frecuencia resultante sea discernible mediante un interferómetro de alta precisión. El diseño comparte similitudes conceptuales con los detectores de ondas gravitacionales ya operativos, como LIGO.

LIGO, operado conjuntamente por Caltech y el MIT y financiado por la National Science Foundation (NSF), concluyó su cuarta ronda de observación (O4) el 18 de noviembre de 2025, tras registrar más de 250 candidatas significativas de ondas gravitacionales. Schützhold sugiere que la integración de fotones entrelazados podría aumentar sustancialmente la sensibilidad del interferómetro propuesto. Un resultado positivo en este experimento no sería una prueba directa del gravitón, pero un resultado negativo refutaría la teoría actual basada en esta partícula hipotética.

La propuesta se inscribe en los esfuerzos por sondear la naturaleza cuántica de la gravedad, buscando pruebas indirectas a bajas energías ante la inaccesibilidad de las pruebas directas a escala de Planck. El valor teórico reside en vincular un fenómeno óptico observable, el desplazamiento de frecuencia de la luz, con la partícula portadora de la gravedad. La comunidad científica internacional, incluyendo a los más de 1,600 científicos de la Colaboración Científica LIGO, sigue de cerca estos desarrollos que buscan extender la comprensión más allá de la relatividad general de Einstein.