Para detectar ondas gravitacionales necesitamos instrumentos extremadamente precisos que puedan medir distancias en escalas diminutas. Una onda gravitacional afecta longitudes en escalas de una millonésima de billonésima de metro, así que ¡necesitamos un instrumento que sea lo suficientemente sensible para “ver” a esas escalas!

Un interferómetro de Michelson es un aparato muy simple: ¡consta sólo de tres espejos, un detector y una fuente de luz! Los espejos reflejan la fuente de luz y el detector detecta la luz una vez se ha reflejado. Por supuesto, en manos de los científicos, incluso algo tan simple puede llegar a convertirse en algo muy complejo, pero aun así podemos tratar de comprender la manera básica en que funciona.

La luz de la fuente llega al primer espejo con cierto ángulo. Como este espejo es semi-transparente, la mitad de la luz se refleja y se va en otra dirección, mientras que la otra mitad lo atraviesa. A este primer espejo se le llama normalmente “divisor de haz" porque eso es exactamente lo que hace: divide el haz de luz en dos.

Así conseguimos dos haces idénticos que se alejan del divisor de haz viajando en direcciones opuestas. Los caminos que siguen estos dos rayos se llaman los dos "brazos" del interferómetro. Al final de cada brazo hay otro espejo. Estos "espejos finales" son totalmente reflectantes, por lo que toda la luz que les llega es reflejada de vuelta hacia el divisor de haz.

¡Ahora llegamos a la parte realmente interesante! Cuando los haces vuelven al divisor, la mitad de cada uno se refleja, y la otra mitad lo atraviesa, como antes. Lo más importante es que ahora los dos rayos INTERFIEREN... y es por eso por lo que lo llamamos un INTERFerómetro.

Las interferencias ocurren cada vez que pones una onda sobre otra. Si las ondas tienen sus crestas y sus valles en el mismo punto, se sumarán para hacer una onda aún más grande. Esto se llama interferencia constructiva, ya que "construye" una onda más grande. Pero si la cresta de una onda se encuentra en el mismo punto que el valle de la otra onda, las ondas se anulan y desaparecen. Esto se llama "interferencia destructiva", porque parece que las dos ondas desaparecen. Por lo tanto, cuando se unen dos ondas, el tamaño de la onda resultante depende de la diferencia en las posiciones de los máximos y los mínimos de las dos ondas originales.

Solemos decir que la luz está formada por ondas, por lo que si juntas dos haces de luz esperarías ver interferencias justo como en cualquier otro tipo de ondas. Esto es lo que sucede cuando los dos haces de luz vuelven al divisor de haz y se recombinan. Obtenemos un haz de luz que sale del interferómetro con un brillo que depende de la diferencia en las posiciones de las crestas y los valles de las ondas que vienen del haz de cada brazo. Las posiciones de las crestas y valles dependen de la longitud exacta de ese brazo. Así que si medimos la potencia del haz de luz que sale del interferómetro podemos ver cuánto coinciden las crestas y los valles en los dos brazos, y por lo tanto, ¡podremos decir si hay alguna diferencia en la longitud de los brazos! Dado que la longitud de las ondas que forman los haces de luz es muy pequeña (¡alrededor de una milésima de milímetro!) podemos medir la diferencia de longitud entre los dos brazos de forma muy, muy precisa.

La potencia de la luz a la salida del interferómetro de Michelson depende de la diferencia de longitud entre sus dos brazos. Echa un vistazo a nuestra animación interactiva del Interferómetro de Michelson para ver cómo funciona y cómo el efecto de interferencia puede cancelar o aumentar las ondas de luz: