Por lo general interactuamos con tres dimensiones físicas, y adicionalmente, con una de tiempo, conforme nos abrimos paso por el universo. Ahora, unos investigadores han logrado demostrar que una cuarta dimensión espacial podría llevarnos «más allá» de los conocidos límites direccionales: izquierda, derecha, arriba, abajo, adelante y atrás.
Los investigadores juntaron dos configuraciones 2D especialmente diseñadas. El grupo estuvo conformado por dos equipos separados de investigadores, uno en Europa y otro en los EE.UU. Juntos pudieron vislumbrar la cuarta dimensión espacial a través de lo que se conoce como el Efecto Hall cuántico, una forma de restringir y medir electrones.
El investigador Mikael Rechtsman de la Universidad Estatal de Pensilvania declaró:
“Físicamente, no tenemos un sistema espacial 4D, pero podemos acceder a la física de 4D Quantum Hall utilizando este sistema de menor dimensión porque el sistema de mayor dimensión está codificado en la complejidad de la estructura. Tal vez podamos idear nueva física en la dimensión superior y luego diseñar dispositivos que aprovechen la física de dimensiones superiores en dimensiones más bajas”.
En otras palabras, al igual que un objeto 3D lanza una sombra 2D, los científicos han logrado observar una sombra 3D potencialmente proyectada por un objeto 4D, incluso si no podemos ver realmente el objeto 4D. Eso podría revelar algunos hallazgos nuevos en los fundamentos de la ciencia.
Gracias a algunos cálculos bastante avanzados, que ganaron el Premio Nobel de Física en 2016 , sabemos que el efecto Hall cuántico apunta a la existencia de una cuarta dimensión espacial.
Lo que estos nuevos experimentos hacen es darnos una idea de los efectos que esta cuarta dimensión podría tener.
La configuración del equipo europeo involucró átomos enfriados cerca del cero absoluto y colocados en un enrejado 2D a través del láser, descrito como «un cristal de luz similar a un cartón de huevos» por los investigadores.
Con la incorporación de láseres adicionales, el equipo pudo implementar una «bomba de carga» cuántica para excitar a los átomos atrapados y hacer que se movieran. Las ligeras variaciones en el movimiento detectadas por los investigadores coinciden con la forma en que se extendería un efecto Hall cuántico 4D, lo que agrega peso a la posibilidad de que una cuarta dimensión espacial pueda accederse de alguna manera.
El experimento del equipo de investigadores de EE.UU.también utilizó láseres, esta vez para controlar la luz a medida que fluía a través de un bloque de vidrio. Al manipular la luz para simular el efecto de un campo eléctrico sobre partículas cargadas, nuevamente se pudieron observar las consecuencias de un efecto Hall cuántico 4D.
Por supuesto, no podemos acceder físicamente a este mundo 4D, estamos atrapados en el espacio 3D, pero los científicos piensan que la mecánica cuántica de alguna manera podría darnos una idea de ello, mejorando así nuestra comprensión limitada del Universo.
Por lo tanto, aún no podemos realizar un viaje a la cuarta dimensión espacial, pero tenemos más pruebas de que está disponible y una mejor idea de cómo funciona.
El equipo de investigadores ahora quiere aprovechar estos estudios para observarlos más de cerca y, tal vez, explorar algunas físicas aún más avanzadas en el camino.
«Creo que los dos experimentos se complementan muy bien», dijo uno de los investigadores europeos, Michael Lohse de la Universidad Ludwig-Maximilians en Alemania .
Los resultados de los dos experimentos han sido publicados en la revista Nature, en los siguientes enlaces: enlace 1 – enlace 2
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