Los científicos se abren paso hacia la cuarta dimensión

Durante mucho tiempo se pensó que el universo tenía tres dimensiones espaciales: arriba-abajo, izquierda-derecha, adelante-atrás. En 1905 Albert Einstein nos ayudó con su teoría de la relatividad a conocer además ‘la dimensión del tiempo’. Pero la nueva cuarta dimensión espacial ha permanecido oculta hasta ahora.

Ahora un reciente estudio arroja luz sobre la teoría de la nueva dimensión espacial. Dos grupos de científicos de EE.UU. y Europa afirman haber descubierto la cuarta dimensión, que no es la de tiempo, y sus hallazgos se han publicado en la revista Nature.

Los investigadores llevaron a cabo dos experimentos en que pudieron observar el efecto Hall cuántico —el movimiento de electrones dentro de un material limitado a dos dimensiones al atravesar este material un campo magnético de manera perpendicular—, y demostraron de manera teórica que este efecto puede ser extendido en cuatro dimensiones espaciales.

Los expertos han diseñado sistemas de ingeniería con configuraciones bidimensionales especiales:

• Los científicos europeos crearon un sistema 2D con átomos ultrafríos del metal rubidio y con límites establecidos por láseres. En este sistema los científicos lograron simular el transporte de cargas eléctricas, aunque los átomos no estaban cargados.
• El segundo grupo de científicos creó otro sistema con partículas ligeras, en que la luz pasaba por una guía de ondas, un cristal especial capaz de controlar ondas de luz, algo que se puede imaginar al ver una caja de espaguetis, explica el portal tecnológico Gizmodo. En este sistema la luz tuvo que ‘viajar’ entre ambos puntos de uno de estos ‘espaguetis’, pero los científicos lograron que los fotones saltaran hacia los bordes opuestos y las esquinas de su sistema.

El primer caso representa el efecto 4D en la ‘masa’ de un sistema físico, mientras que el segundo experimento observa este efecto en las ‘bordes’ de este sistema, explicó a Gizmodo el físico Michael Lohse, de la Universidad Ludwig-Maximilians en Alemania.

El mundo sigue siendo tridimensional

No obstante, los experimentos no han podido crear en la vida real el efecto Hall, por que los sistemas experimentales, al igual que todo nuestro mundo, existen solo en tres dimensiones, si bien la cuarta y otras dimensiones existen en las matemáticas. Lo que demostraron los experimentos es cómo el efecto 4D se vería en el mundo real si este fuese cuatridimensional, explica el portal.

«Físicamente, no tenemos un sistema espacial 4D, pero podemos acceder a la física cuántica 4D usando este sistema de dimensiones inferiores porque el sistema de mayor dimensión está codificado en la complejidad de la estructura», destaca Mikael Rechtsman, principal investigador y profesor de física de la Universidad Estatal de Pensilvania, EE.UU., en una entrevista con Gizmodo.

En este sentido, si los objetos 2D son ‘sombras’ que proyectan los objetos 3D, de la misma forma los objetos 4D deberían proyectar sombras 3D incluso si el objeto 4D es imperceptible.

Aunque en el marco del estudio no se hallaron sistemas de cuatro dimensiones reales, sino más bien simulaciones de efectos 4D, los expertos pretenden realizar más investigaciones sobre los efectos de esta nueva dimensión.

Por una parte, los científicos esperan poder conocer más sobre la cuarta dimensión espacial observando sus ‘sombras’ en los sistemas físicos existentes en la vida real. Pero, por otra parte, tal vez serán capaces de crear algún día sistemas de ingeniería que podrán aprovechar las físicas multidimensionales del mundo tridimensional, como espera Rechtsman.