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Actualidad científica

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    ¿Qué eran los fósiles de Flores?

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    ¿Tienen «pelo» los agujeros negros?

    Un estudio establece cómo usar la generación actual de detectores de ondas gravitacionales para poner a prueba un resultado clave de la relatividad general.

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    Atlas y Pan

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    Sobrevivir sin oxígeno

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    Un experimento con ratones ha demostrado que es posible reprogramar los astrocitos, un tipo de células cerebrales que sustentan a las neuronas y eliminan sustancias tóxicas, para convertirlos en neuronas productoras de dopamina.

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  • Investigación y Ciencia
  • Febrero 2014Nº 449
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Sobre seísmos y ondas gravitacionales

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SEÍSMOS Y ONDAS GRAVITACIONALES

En el artículo «Cómo oír la gran explosión» [por Ross D. Andersen; Investigación y Ciencia, diciembre de 2013] se comenta la necesidad de proteger los detectores terrestres de ondas gravitacionales de los efectos provocados por las sacudidas sísmicas, incluso las más leves. ¿Qué mecanismos compensatorios se emplean para amortiguar los detectores y evitar estas y otras interferencias? ¿Podría la técnica en que se basan dichos detectores (interferometría láser) hallar aplicaciones en el estudio de las ondas sísmicas terrestres, dada su elevada sensibilidad a ellas?

Juan Torras Suriol
Tarrasa, Barcelona

 

Responde Alicia Sintes Olives (Grupo de Relatividad de la Universidad de las Islas Baleares y miembro de la Colaboración LIGO): Son numerosos los factores que causan constantes y minúsculos cambios en la longitud relativa de los brazos de los interferómetros y que tienden a enmascarar las señales de las ondas gravitacionales. Los detectores como LIGO utilizan tecnología punta para minimizar los efectos de las vibraciones locales y los movimientos de la corteza terrestre, así como para contrarrestar las fuerzas de marea que el Sol, la Luna e incluso los océanos ejercen sobre los espejos del detector.

El sistema de posicionamiento y aislamiento de LIGO funciona mediante una combinación de siete niveles activos y pasivos de aislamiento sísmico. Por «activos» nos referimos a sensores de posición y velocidad (con sismómetros en este último caso) que detectan el movimiento de la plataforma y emplean electroimanes en bucles de retroalimentación para mantenerla inmóvil. Un ejemplo son los sistemas hidráulicos situados en el exterior de los tanques de vacío. Los pasivos están compuestos por las masas de prueba suspendidas de un sistema de péndulos acoplados de al menos cuatro niveles y muelles rígidos verticales, los cuales suprimen el movimiento por encima de sus frecuencias de resonancia. Este sistema reduce en más de nueve órdenes de magnitud (por debajo de diez hercios) el movimiento normal de la tierra y el causado por pequeños temblores. Asimismo, existen mecanismos de protección alrededor de las masas de prueba para evitar que estas se muevan demasiado, como ocurre cuando sobreviene un terremoto de gran amplitud. En tales casos, solo queda esperar a que la tierra se calme para seguir con las observaciones.

Hasta el momento, el estudio de las ondas sísmicas en el campo de las ondas gravitacionales se ha centrado en entender sus efectos en el detector. Sin embargo, recientemente se ha empezado a investigar la posibilidad de utilizar la tecnología de estos detectores para contribuir a la comprensión de los seísmos. Los más comunes se producen por la ruptura de fallas geológicas, que desplazan grandes cantidades de masa y cambian la densidad en la roca que las rodea. Como consecuencia, se produce un cambio en el campo gravitatorio, el cual ha sido observado en varias ocasiones por el satélite GRACE, así como por redes de gravímetros superconductores. Sin embargo, descubrir variaciones con estos instrumentos requiere un minucioso análisis a posteriori de los datos.

La idea que ahora se plantea es utilizar las señales de los detectores de ondas gravitacionales para observar de forma instantánea cambios de gravedad debidos a los terremotos. Estas observaciones no solo proporcionarían información directa del centro del seísmo que es inaccesible a las mediciones sísmicas, sino que su incorporación a los sistemas de alerta temprana daría lugar a un aumento significativo de los tiempos de alerta en aquellos lugares del mundo donde hay un mayor riesgo de terremotos de alta magnitud, con la consiguiente oportunidad de salvar vidas humanas. Por ello, varios grupos de todos los continentes están trabajando en las mejoras técnicas necesarias para allanar el camino hacia una nueva era en la sismología.

Deseo agradecer al Sr. Torras su interés por estas investigaciones y al grupo de divulgación de la Colaboración Científica de LIGO por ayudarme a elaborar esta respuesta.

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