Límites estrictos en la violación de las simetría CPT en estallidos de rayos gamma
11/12/2012 de Kavli IPMU
Los fotones producidos por estallidos de rayos gamma (GRBs) que se producen en el universo viajan miles de millones de años-luz para llegar a nosotros. Esto les convierte en pruebas excelentes de las estructuras del espacio-tiempo en escalas extremadamente pequeñas, y que son estudiadas en teorías de gravedad cuántica.
Algunas teorías de gravedad cuántica, que intentan unificar la teoría de la relatividad de Einstein con la mecánica cuántica, predicen que las estructuras del espacio-tiempo a distancias extremadamente cortas pueden ser totalmente diferentes de lo que pensamos que sabemos. En las escalas tratadas por los experimentos terrestres, el mundo tiene exactamente el mismo aspecto que su imagen especular, si los papeles de las partículas y antipartículas se intercambian, y la dirección del tiempo se invierte (es decir, se conserva la simetría CPT). Si esta simetría se rompe a distancias extremadamente cortas, tal como predicen algunas teorías cuánticas de la gravedad, la polarización de los fotones procedentes de objetos celestes lejanos giraría durante su largo viaje hacia nosotros. Sin embargo, varios intentos de detectar esta rotación han sido infructuosos, implicando que la naturaleza obedece CPT por lo menos al nivel de una parte en 10 millones.
En este trabajo, Kenji Toma y sus colaboradores han mejorado estos límites utilizando datos de la nave espacial japonesa IKAROS. En concreto, el polarímetro de estallidos de rayos gamma de a bordo ha detectado polarización lineal en la emisión de rayos gamma de tres GRBs a los niveles más precisos hasta el momento. Este resultado conduce al mayor acotamiento en la violación de CPT, al nivel de una parte en 10^15, es decir, una mejora de 8 órdenes de magnitud sobre los límites previos.
Hemos confirmado que la simetría CPT no resulta violada a distancias extremadamente pequeñas», comenta Toma sobre la importancia de su trabajo. «Este resultado pone una condición fundamental sobre la gravedad cuántica, una teoría de ensueño que reconciliaría la teoría de la relatividad de Einstein con la teoría cuántica».
