Un estudio confirma que los fotones se propagan a la misma velocidad

Tal y como predijo Einstein

como predijo Einstein (Archivo)

sociedad

| 17.03.2015 - 12:40 h
REDACCIÓN
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Cien años después de Albert Einstein formulase la Teoría de la Relatividad General, un equipo internacional de físicos ha propuesto otra prueba experimental.

En un artículo publicado en Nature Physics, investigadores de la Universidad Hebrea de Jerusalén, la Universidad Abierta de Israel, la Universidad Sapienza de Roma, y la Universidad de Montpellier en Francia, describen una prueba para uno de los supuestos básicos de la teoría: la idea de que todas las partículas de luz, o fotones, se propagan exactamente a la misma velocidad.

Los investigadores analizaron datos, obtenidos por el Telescopio Espacial de Rayos Gamma Fermi de la NASA, de los tiempos de llegada de los fotones procedentes de un estallido de rayos gamma distante. Los datos mostraron que todos los fotones viajan durante miles de millones de años desde el lugar de la explosión hacia la Tierra llegaron en una fracción de un segundo de diferencia.

Este hallazgo indica la del que todos los fotones se mueven a la misma velocidad, incluso aunque diferentes fotones tuviesen diferentes energías. Esta es una de los mejores mediciones de la independencia de la velocidad de la luz respecto a la energía de las partículas de luz.

Además de confirmar la teoría general de la relatividad, la observación descarta una de las interesantes ideas concernientes a la unificación de la relatividad general y la teoría cuántica. Aunque estas dos teorías son los pilares de la física hoy en día, siguen siendo inconsistentes, y hay una contradicción intrínseca entre les dos que se basa parcialmente en el principio de incertidumbre de Heisenberg, que está en el corazón de la teoría cuántica.

LA ESPUMA DEL ESPACIO-TIEMPO

Uno de los intentos de reconciliar las dos teorías es la idea de la "espuma del espacio-tiempo." Según este concepto, a escala microscópica el espacio no es continuo, y en su lugar tiene una estructura similar a la espuma. El tamaño de estos elementos de espuma es tan pequeño que es difícil de imaginar y en la actualidad no es posible medirlo directamente.

Sin embargo, las partículas de luz que viajan dentro de esta espuma se verán afectadas por la estructura espumosa, y esto hará que se propaguen a velocidades lígeramente diferentes dependiendo de su energía.

Sin embargo, este experimento demuestra lo contrario. El hecho de que todos los fotones con energías diferentes llegasen sin retraso de tiempo entre sí indica que tal estructura espumosa, si es que existe, tiene un tamaño mucho más pequeño de lo calculado previamente.

"Cuando comenzamos nuestro análisis, no esperábamos obtener una medición tan precisa", dijo el profesor Tsvi Piran, de la Cátedra Universidad Schwartzman en el Instituto Racah de la Universidad Hebrea de Física y líder de la investigación. "Este nuevo límite está en el nivel que se espera de las teorías de la gravedad cuántica y nos puede conducir a cómo combinar la teoría cuántica y la relatividad."