Los telescopios MAGIC ponen a prueba la estructura cuántica del espacio-tiempo
14/7/2020 de IAC / Physical Review Letters
Visión artística de un GRB observado por los telescopios MAGIC. Crédito: Superbossa.com y Alice Donini.
La detección de un estallido de rayos gamma por los telescopios MAGIC, en el Observatorio del Roque de los Muchachos, permite estudiar si la velocidad de la luz en el vacío es una constante de la naturaleza. Los resultados, publicados en la revista Physical Review Letters, indican que no existen diferencias significativas en los tiempos de llegada de fotones de distintas energías, lo que pone límite a algunas teorías cuánticas de la gravedad.
La teoría de la Relatividad de Einstein postula que la velocidad de la luz en el vacío es una constante independiente de la energía de los fotones (partículas de luz). En un estudio publicado en la revista Physical Review Letters, un equipo internacional de investigadores ha tratado de poner a prueba este postulado utilizando observaciones de un estallido de rayos gamma, GRB190114C, detectado en enero de 2019 por los dos telescopios MAGIC del Observatorio del Roque de los Muchachos (Garafía, La Palma).
El intento no carece de fundamento: la teoría de Einstein describe la gravedad como resultado de la interacción de la masa con el espacio-tiempo y sus predicciones han sido verificadas en numerosos experimentos. Pese a ello, los físicos sospechan que existe una teoría más fundamental aún desconocida. Algunas de las teorías cuánticas de la gravedad que han sido propuestas incluyen la posibilidad de que la velocidad a la que viajan los fotones en el vacío dependa de su energía. Este fenómeno hipotético recibe el nombre de violación de la invariancia de Lorentz (LIV, por sus siglas en inglés). Se cree que, de existir, esta diferencia de velocidad sería demasiado pequeña para ser medida, a menos que su efecto se acumule durante largos periodos de tiempo o, equivalentemente, tras recorrer grandes distancias.
Los GRBs son breves fogonazos de fotones de muy alta energía (o rayos gamma) emitidos por lejanas explosiones cósmicas. Los fotones producidos por los GRBs viajan durante miles de millones de años antes de llegar a la Tierra, lo que podría hacer medible el efecto de las hipotéticas diferencias en su velocidad. Además, las teorías de gravedad cuántica predicen que esta diferencia sería mayor cuanto mayor sea la energía de los fotones. Por ello se espera que los telescopios de rayos gamma de muy alta energía, tales como los MAGIC, sean especialmente competitivos en la búsqueda de efectos de LIV.
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