Un indicio de física nueva en la radiación polarizada del Universo primitivo
26/11/2020 de Kavli Institute for the Physics and Mathematics of the Universe (Kavli IPMU) of the University of Tokyo / Physical Review Letters
La luz del fondo cósmico de microondas (emitida hace 13800 millones de años) (imagen izquierda) viaja a través del Universo hasta que es observada en la Tierra (imagen derecha). La dirección en que oscila la onda electromagnética (línea naranja) está girada en un ángulo β. La rotación podría ser provocada por materia oscura o energía oscura interaccionando con la luz del fondo cósmico de microondas, lo que cambiaría los patrones de polarización (líneas negras en el interior de las imágenes). Las regiones azules y rojas muestran las regiones frías y calientes del fondo cósmico de microondas, respectivamente. Crédito: Y. Minami / KEK.
Utilizando datos de la radiación de fondo cósmica de microondas, un equipo internacional de investigadores ha observado un indicio de física nueva. Los científicos han desarrollado un método novedoso para medir el ángulo de polarización de esta luz antigua calibrándolo con emisión del polvo de nuestra Vía Láctea. Aunque la señal no se detecta con precisión suficiente como para extraer conclusiones definitivas, puede sugerir que la materia oscura o la energía oscura produce una violación de lo que se llama «simetría de paridad».
Las leyes de la física que gobiernan el Universo se piensa que no cambian cuando se invierten como reflejadas en un espejo. Por ejemplo, el electromagnetismo funciona de la misma manera independientemente de si se considera el sistema físico original o uno reflejado en el que todas las coordenadas espaciales están invertidas. Si esta simetría, llamada «paridad», es violada en algún proceso físico, este podría contener la clave para entender las naturalezas de la materia oscura y de la energía oscura.
«Si la materia oscura o la energía oscura interaccionan con la luz del fondo cósmico de microondas de un modo que viola la simetría de paridad, podemos encontrar su señal en los datos de polarización», señala Yuto Minami (IPNS, KEK).
El descubrimiento de esta violación de la simetría de paridad se ha realizado con un nivel de confianza del 99.2 por ciento, pero para anunciar un nuevo descubrimiento en física es necesario una significación estadística o nivel de confianza mucho mayor, del 99.99995. Para llegar a confirmar la señal, el nuevo método puede aplicarse a cualquiera de los experimentos actuales y futuros que miden la polarización del fondo cósmico de microondas, como Simons Array y LiteBIRD.
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