Modelos analógicos de la gravedad

Los modelos analógicos de la gravedad son intentos de modelar varios fenómenos de la relatividad general (por ejemplo, agujeros negros o geometrías cosmológicas ) utilizando otros sistemas físicos como la acústica en un fluido en movimiento , helio superfluido o condensado de Bose-Einstein ; ondas de gravedad en agua; y propagación de ondas electromagnéticas en un medio dieléctrico . ^[1] Estos análogos (o analogías) sirven para proporcionar nuevas formas de ver los problemas, permiten aplicar ideas de otros ámbitos de la ciencia y pueden crear oportunidades para experimentos prácticos dentro de lo analógico que se pueden aplicar a los fenómenos fuente.

Historia

En la última década se han utilizado modelos análogos de la gravedad en cientos de artículos publicados. ^[2] El uso de estos análogos se remonta al comienzo mismo de las teorías científicas de la gravedad, con Newton y Einstein . ^{[ cita requerida ]}

Condensados de Bose-Einstein

Se ha demostrado que los condensados de Bose-Einstein (BEC) son una buena plataforma para estudiar la gravedad analógica. ^[3] Se han implementado agujeros negros Kerr (rotatorios) en un BEC de excitones-polaritones (un fluido cuántico de luz). ^[4]

Modelos de gravedad analógicos con ondas de gravedad superficial

Las ondas gravitacionales superficiales han sido reconocidas como un sistema prometedor para estudiar modelos analógicos de gravedad. Experimentos recientes han demostrado que estas ondas pueden simular eficazmente horizontes espaciales de fases, estableciendo paralelismos con la física de los agujeros negros. En concreto, el uso de ondas gravitacionales superficiales en el agua ha permitido la observación de singularidades de fase logarítmicas y el inicio de distribuciones de Fermi-Dirac, fenómenos típicamente asociados con sistemas cuánticos y teorías gravitacionales. ^[5] Este enfoque proporciona información valiosa sobre las analogías entre los sistemas de ondas clásicos y los comportamientos mecánicos cuánticos, ampliando las posibilidades de explorar análogos gravitacionales en un entorno de laboratorio controlado.

Véase también

Referencias

^ Barceló, Carlos; Liberati, Stefano; Visser, Matt (2011). "Gravedad analógica". Living Reviews in Relativity . 14 (3): 3. arXiv : gr-qc/0505065 . Código Bibliográfico :2011LRR....14....3B. doi : 10.12942/lrr-2011-3 . PMC 5255896 . PMID 28179830.
^ Visser, Matt; Barceló, Carlos; Liberati, Stefano (2002). "Modelos analógicos de y para la gravedad" (PDF) . Relatividad general y gravitación . 34 (10): 1719–1734. arXiv : gr-qc/0111111 . Código Bibliográfico :2001gr.qc....11111V. doi :10.1023/A:1020180409214. S2CID 14342213.
^ Barceló, Carlos; Liberati, S; Visser, Matt (14 de marzo de 2001). "Gravedad analógica a partir de condensados de Bose-Einstein". Gravedad clásica y cuántica . 18 (6): 1137–1156. arXiv : gr-qc/0011026 . Código Bibliográfico :2001CQGra..18.1137B. doi :10.1088/0264-9381/18/6/312. ISSN 0264-9381.
^ Solnyshkov, DD; Leblanc, C.; Koniakhin, SV; Bleu, O.; Malpuech, G. (24 de junio de 2019). "Análogo cuántico de un agujero negro de Kerr y el efecto Penrose en un condensado de Bose-Einstein". Physical Review B . 99 (21): 214511. arXiv : 1809.05386 . Código Bibliográfico :2019PhRvB..99u4511S. doi :10.1103/PhysRevB.99.214511. ISSN 2469-9950. S2CID 119077097.
^ Rozenman, Georgi Gary; Ullinger, Freyja; Zimmermann, Matthias; Efremov, Maxim A.; Shemer, Lev; Schleich, Wolfgang P.; Arie, Ady (16 de julio de 2024). "Observación de un horizonte espacial de fases con ondas de agua gravitacionales superficiales". Física de las comunicaciones . 7 (1): 165. doi : 10.1038/s42005-024-01616-7 . ISSN 2399-3650.

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[1] Barceló, Carlos; Liberati, Stefano; Visser, Matt (2011). "Gravedad analógica". Living Reviews in Relativity . 14 (3): 3. arXiv : gr-qc/0505065 . Código Bibliográfico :2011LRR....14....3B. doi : 10.12942/lrr-2011-3 . PMC 5255896 . PMID 28179830.

[2] Visser, Matt; Barceló, Carlos; Liberati, Stefano (2002). "Modelos analógicos de y para la gravedad" (PDF) . Relatividad general y gravitación . 34 (10): 1719–1734. arXiv : gr-qc/0111111 . Código Bibliográfico :2001gr.qc....11111V. doi :10.1023/A:1020180409214. S2CID 14342213.

[3] Barceló, Carlos; Liberati, S; Visser, Matt (14 de marzo de 2001). "Gravedad analógica a partir de condensados de Bose-Einstein". Gravedad clásica y cuántica . 18 (6): 1137–1156. arXiv : gr-qc/0011026 . Código Bibliográfico :2001CQGra..18.1137B. doi :10.1088/0264-9381/18/6/312. ISSN 0264-9381.

[4] Solnyshkov, DD; Leblanc, C.; Koniakhin, SV; Bleu, O.; Malpuech, G. (24 de junio de 2019). "Análogo cuántico de un agujero negro de Kerr y el efecto Penrose en un condensado de Bose-Einstein". Physical Review B . 99 (21): 214511. arXiv : 1809.05386 . Código Bibliográfico :2019PhRvB..99u4511S. doi :10.1103/PhysRevB.99.214511. ISSN 2469-9950. S2CID 119077097.

[5] Rozenman, Georgi Gary; Ullinger, Freyja; Zimmermann, Matthias; Efremov, Maxim A.; Shemer, Lev; Schleich, Wolfgang P.; Arie, Ady (16 de julio de 2024). "Observación de un horizonte espacial de fases con ondas de agua gravitacionales superficiales". Física de las comunicaciones . 7 (1): 165. doi : 10.1038/s42005-024-01616-7 . ISSN 2399-3650.