Científicos de la UTA exploran aspectos cuánticos de la gravedad utilizando neutrinos
por Clarence Oxford
Los Ángeles CA (SPX) 3 de mayo de 2024
La teoría de la relatividad general de Einstein describe la gravedad como resultado de la curvatura del espacio y el tiempo. Esta teoría explica la gravedad de la Tierra, que nos ancla y hace que los objetos caigan.
Por el contrario, la física de altas energías investiga partículas subatómicas que siguen los principios de la mecánica cuántica, notables por sus fluctuaciones aleatorias y la incertidumbre inherente en las posiciones y energías de las partículas.
Durante años, se han realizado esfuerzos para fusionar estos dos dominios científicos en una explicación cuántica singular de la gravedad. Esta búsqueda tiene como objetivo integrar la curvatura de la relatividad general con la aleatoriedad de la mecánica cuántica.
Investigadores de la Universidad de Texas en Arlington llevaron a cabo un importante estudio, publicado en Nature Physics, examinando esta superposición teórica utilizando observaciones de neutrinos de energía ultraalta desde el Observatorio IceCube, situado en lo profundo del hielo antártico.
«El desafío de unificar la mecánica cuántica con la teoría de la gravitación sigue siendo uno de los problemas sin resolver más urgentes de la física», afirmó Benjamin Jones, profesor asociado de física. «Si el campo gravitacional se comporta de manera similar a otros campos de la naturaleza, su curvatura debería exhibir fluctuaciones cuánticas aleatorias».
Jones, junto con los estudiantes graduados de la UTA Akshima Negi y Grant Parker, colaboraron con más de 300 científicos de todo el mundo como parte de la Colaboración IceCube. Instalaron varios sensores en un kilómetro cuadrado en la Antártida para monitorear neutrinos (partículas neutras y sin masa) para detectar posibles fluctuaciones cuánticas en el espacio-tiempo indicativas de la gravedad cuántica.
«Buscamos estas fluctuaciones estudiando los sabores de los neutrinos detectados por el Observatorio IceCube», dijo Negi. «Nuestro trabajo dio como resultado una medición que era mucho más sensible que las anteriores (más de un millón de veces más, para algunos de los modelos), pero no encontró evidencia de los efectos gravitacionales cuánticos esperados».
Esta falta de evidencia de la geometría cuántica en el espacio-tiempo subraya el misterio en la interfaz entre la relatividad cuántica y la relatividad general.
«Este análisis representa el capítulo final de la contribución de casi una década de la UTA al Observatorio IceCube», dijo Jones. «Mi grupo está llevando a cabo ahora nuevos experimentos cuyo objetivo es comprender el origen y el valor de masa de los neutrinos utilizando técnicas de la física atómica, molecular y óptica».
Informe de investigación:La colaboración IceCube. Búsqueda de decoherencia de la gravedad cuántica con neutrinos atmosféricos
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