Is it possible to create a perfect vacuum? - Rolf Landua and Anais Rassat

¿Es posible crear un vacío perfecto? - Rolf Landua y Anais Rassat

Traductor: Lidia Cámara de la Fuente Revisor: Ciro Gomez

The universe is bustling with matter and energy.

El universo está lleno de materia y energía.

Even in the vast apparent emptiness of intergalactic space,

Incluso en el vasto vacío aparente del espacio intergaláctico,

there's one hydrogen atom per cubic meter.

hay un átomo de hidrógeno por metro cúbico.

That's not the mention a barrage of particles

Eso para no mencionar el aluvión de partículas

and electromagnetic radiation

y radiación electromagnética

passing every which way from stars, galaxies, and into black holes.

que pasa por todas partes: por estrellas, galaxias y agujeros negros.

There's even radiation left over from the Big Bang.

Incluso hay radiación del Big Bang.

So is there such thing as a total absence of everything?

Entonces, ¿existe algo que tenga una ausencia total de todo?

This isn't just a thought experiment.

Esto no es solo un experimento mental.

Empty spaces, or vacuums, are incredibly useful.

Los espacios vacíos, o vacíos, son increíblemente útiles.

En nuestras casas la mayoría de las aspiradoras funcionan

Inside our homes, most vacuum cleaners work

by using a fan to create a low-pressure relatively empty area

con un ventilador que crea un área relativamente vacía de baja presión

that sucks matter in to fill the void.

que chupa la materia para llenar el vacío.

But that's far from empty.

Pero eso está lejos de estar vacío.

There's still plenty of matter bouncing around.

Todavía hay mucha materia rebotando alrededor.

Manufacturers rely on more thorough, sealed vacuums

Los fabricantes confían en aspiradores más cerrados y sellados

for all sorts of purposes.

para todo tipo de propósitos.

That includes vacuum-packed food that stays fresh longer,

Como los alimentos envasados ​​al vacío que permanecen frescos por más tiempo,

and the vacuums inside early light bulbs that protected filaments from degrading.

y los vacíos dentro de las bombillas antiguas

que protegían los filamentos de la degradación.

These vacuums are generally created with some version

Estos vacíos se crean generalmente con alguna versión

of what a vacuum cleaner does

de lo que hace una aspiradora

using high-powered pumps that create enough suction

utilizando bombas de alta potencia que crean suficiente succión

to remove as many stray atoms as possible.

para eliminar tantos átomos perdidos como sea posible.

But the best of these industrial processes

Pero el mejor de estos procesos industriales

tends to leave hundreds of millions of atoms

deja cientos de millones de átomos

per cubic centimeter of space.

por centímetro cúbico de espacio.

That isn't empty enough for scientists who work on experiments,

Eso no basta para los científicos que trabajan en experimentos con el vacío,

like the Large Hadron Collider,

como el Gran Colisionador de Hadrones,

where particle beams need to circulate at close to the speed of light

donde los haces de partículas tienen que circular hasta 10 horas

for up to ten hours without hitting any stray atoms.

a una velocidad casi de la luz sin golpear ningún átomo perdido.

So how do they create a vacuum?

Entonces, ¿cómo crean un vacío?

The LHC's pipes are made of materials, like stainless steel,

Las tuberías del LHC están hechas de materiales, como acero inoxidable,

that don't release any of their own molecules

que no liberan ninguna de sus propias moléculas

and are lined with a special coating to absorb stray gases.

y están forradas con un revestimiento especial que absorbe los gases dispersos.

Raising the temperature to 200 degrees Celsius

Al aumentar la temperatura a 200 ºC

burns off any moisture,

quema toda la humedad,

and hundreds of vacuum pumps take two weeks to trap enough gas and debris

y cientos de bombas de vacío tardan dos semanas

en atrapar suficiente gas y residuos

out of the pipes for the collider's incredibly sensitive experiments.

de las tuberías para los experimentos increíblemente sensibles del colisionador.

Even with all this,

Incluso con todo esto,

the Large Hadron Collider isn't a perfect vacuum.

el Gran Colisionador no tiene un vacío perfecto.

In the emptiest places, there are still

En los lugares más vacíos, todavía hay

about 100,000 particles per cubic centimeter.

cerca de 100 000 partículas por cm cúbico.

But let's say an experiment like that could somehow get every last atom out.

Pero digamos que un experimento pudiera sacar hasta el último átomo.

There's still an unfathomably huge amount of radiation all around us

Todavía hay una cantidad insondable de radiación alrededor de nosotros

that can pass right through the walls.

que puede pasar a través de las paredes.

Every second, about 50 muons from cosmic rays,

Cada segundo, cerca de 50 muones de rayos cósmicos,

10 million neutrinos coming directly from the Big Bang,

10 millones de neutrinos que vienen directamente del Big Bang,

30 million photons from the cosmic microwave background,

30 millones de fotones del fondo cósmico de microondas,

and 300 trillion neutrinos from the Sun pass through your body.

y 300 billones de neutrinos del Sol pasan a través de su cuerpo.

It is possible to shield vacuum chambers with substances,

Es posible proteger cámaras de vacío con sustancias,

including water,

incluyendo agua,

that absorb and reflect this radiation,

que absorben y reflejan esta radiación,

except for neutrinos.

excepto los neutrinos.

Let's say you've somehow removed all of the atoms

Digamos que se hayan eliminado todos los átomos

and blocked all of the radiation.

y se haya bloqueado toda la radiación.

Is the space now totally empty?

¿Está el espacio ahora totalmente vacío?

Actually, no.

En realidad no.

All space is filled with what physicists call quantum fields.

Todo el espacio está lleno de lo que los físicos llaman campos cuánticos.

What we think of as subatomic particles,

Lo que pensamos como partículas subatómicas,

electrons and photons and their relatives,

electrones y fotones y sus familiares,

are actually vibrations in a quantum fabric

son en realidad vibraciones en una tela cuántica

that extends throughout the universe.

que se extienden por todo el universo.

And because of a physical law called the Heisenberg Principle,

Y debido a una ley física llamada el principio de Heisenberg,

these fields never stop oscillating,

estos campos nunca paran de oscilar,

even without any particles to set off the ripples.

incluso sin partículas para activar las ondulaciones.

They always have some minimum fluctuation called a vacuum fluctuation.

Siempre tienen una fluctuación mínima llamada fluctuación del vacío.

This means they have energy, a huge amount of it.

Esto significa que tienen energía, una gran cantidad de ella.

Because Einstein's equations tell us that mass and energy are equivalent,

Como las ecuaciones de Einstein nos dicen que la masa y la energía son equivalentes,

the quantum fluctuations in every cubic meter of space

las fluctuaciones cuánticas en cada metro cúbico de espacio

have an energy that corresponds to a mass of about four protons.

tienen una energía que corresponde a una masa de cerca de cuatro protones.

In other words, the seemingly empty space inside your vacuum

En otras palabras, el espacio aparentemente vacío dentro de su vacío

would actually weigh a small amount.

realmente pesaría una pequeña cantidad.

Quantum fluctuations have existed since the earliest moments of the universe.

Las fluctuaciones cuánticas han existido desde los primeros momentos del universo.

In the moments after the Big Bang,

En los momentos posteriores al Big Bang,

as the universe expanded,

cuando el universo se expandió,

they were amplified and stretched out to cosmic scales.

se amplificaron y se extendieron a escalas cósmicas.

Cosmologists believe that these original quantum fluctuations

Los cosmólogos creen que estas fluctuaciones cuánticas originales

were the seeds of everything we see today:

fueron las semillas de todo lo que vemos hoy:

galaxies and the entire large scale structure of the universe,

galaxias y toda la estructura a gran escala del universo,

as well as planets and solar systems.

así como planetas y sistemas solares.

They're also the center of one of the greatest scientific mysteries of our time

Son también centro de uno de los mayores misterios científicos de nuestro tiempo.

because according to the current theories,

Porque según las teorías actuales,

the quantum fluctuations in the vacuum of space

las fluctuaciones cuánticas en el vacío del espacio

ought to have 120 orders of magnitude more energy than we observe.

debería tener 120 órdenes de magnitud más de energía de lo que observamos.

Solving the mystery of that missing energy

Resolver el misterio de esa energía perdida

may entirely rewrite our understanding of physics and the universe.

puede reescribir por completo nuestra comprensión de la física y el universo.