Notícies
Inici  >  Notícies > Un cataclisme còsmic permet posar a prova l'estructura quàntica de l'espaitemps...

Un cataclisme còsmic permet posar a prova l'estructura quàntica de l'espaitemps

Telescopis MAGIC a l’Observatori del Roque de los Muchachos, La Palma, Illes Canàries, Espanya. Imatge: Giovanni Ceribella (col·laboració MAGIC).

Telescopis MAGIC a l’Observatori del Roque de los Muchachos, La Palma, Illes Canàries, Espanya. Imatge: Giovanni Ceribella (col·laboració MAGIC).

Vista artística d’un GRB observat per telescopis MAGIC. Imatge: Superbossa.com and Alice Donini.

Vista artística d’un GRB observat per telescopis MAGIC. Imatge: Superbossa.com and Alice Donini.

09/07/2020

Recerca

La teoria de la relativitat d’Einstein planteja que la velocitat de la llum en el buit és una constant independent de l’energia dels fotons (partícules de llum). En un estudi publicat a la revista Physical Review Letters, un equip internacional d’investigadors, entre els quals hi ha investigadors de l’Institut de Ciències del Cosmos de la UB (ICCUB), ha intentat provar aquest postulat utilitzant les observacions d’un esclat de raigs gamma (gamma-ray burst o GRB) detectat el gener de 2019 pels dos telescopis MAGIC de la Palma.

La teoria d’Einstein descriu la gravetat com a resultat de la interacció de la massa amb el temps espacial i les seves prediccions s’han verificat en nombrosos experiments. Tot i això, els físics sospiten que hi ha una teoria més fonamental, de caràcter quàntic, encara desconeguda. Algunes de les teories quàntiques de gravetat que s’han proposat inclouen la possibilitat que la velocitat a la qual els fotons viatgin en el buit depengui de la seva energia. Aquest fenomen hipotètic s’anomena violació de la invariància de Lorentz (LIV). Es creu que, si existís, aquesta diferència de velocitat seria massa petita per ser mesurada, llevat que el seu efecte s’acumulés durant llargs períodes de temps o, de manera equivalent, al llarg de grans distàncies, com és el cas de l’emissió que es produeix en els GRB i es detecta des de la Terra.

Els fotons produïts per GRB viatgen durant milers de milions d’anys abans d’arribar a la Terra i això podria fer que l’efecte de les diferències hipotètiques en la seva velocitat fos mesurable. A més, les teories de gravetat quàntica prediuen que aquesta diferència seria més gran com més gran sigui l’energia dels fotons. Per això, s’espera que els telescopis de raigs gamma de molt alta energia, com ara els MAGIC, siguin especialment competitius en la cerca dels efectes de LIV.

Els GRB es produeixen en moments i llocs del cel de manera imprevisible i per això hi ha detectors de GRB disponibles a bord de satèl·lits en òrbita al voltant de la Terra. El 14 de gener de 2019, després de rebre una alerta del detector GRB del satèl·lit Swift, MAGIC va culminar una cerca de més de quinze anys, amb la primera detecció d’un GRB a la banda de raigs gamma d’alta energia, de l’ordre dels teraelectró-volts (TeV). L’anomenat GRB190114C es podria detectar perquè MAGIC començava la seva observació només 50 segons després que es produís. «Un dels aspectes més positius que ha mostrat l’estudi detallat de GRB190114 és que es tracta d’un fenomen més o menys ordinari», explica Marc Ribó, investigador de l’ICCUB i coordinador adjunt de física de la col·laboració MAGIC. «Això és una bona notícia —continua l’investigador—, perquè significa que probablement en detectarem més de similars. La nostra detecció obre una nova etapa en la recerca d’efectes de LIV en observacions de fonts còsmiques de raigs gamma.»

Els científics volien utilitzar aquesta observació, única fins ara, per buscar efectes de la gravetat quàntica. Els investigadors van utilitzar models teòrics per descriure l’evolució temporal de l’emissió a la banda TeV en l’interval entre l’inici del GRB i les observacions amb MAGIC. Els límits a la gravetat quàntica que s’han obtingut en aquest treball són compatibles amb els que ja hi havia i són els primers que s’obtenen a partir de l’observació de l’emissió de major energia que es produeix en un GRB. Amb aquest estudi pioner, l’equip de MAGIC ha establert un punt de partida per a futures investigacions en la cerca d’efectes mesurables de la naturalesa quàntica de l’espaitemps.

Referència a l'article


Col·laboració MAGIC. «Bounds on Lorentz invariance violation from MAGIC observation of GRB 190114C». Physical Review Letters, 9 de juliol de 2020. Doi: 10.1103/PhysRevLett.125.021301

 

Enllaç a la nota de premsa

Comparteix-la a:
| Més |
  • Segueix-nos:
  • botó per accedir al facebook de la universitat de barcelona
  • botó per accedir al twitter de la universitat de barcelona
  • botó per accedir a l'instagram de la Universitat de Barcelona
  • botó per accedir al linkedin de la Universitat de Barcelona
  • botó per accedir al youtube de la universitat de barcelona
  • botó per accedir al google+ de la universitat de barcelona
  • ??? peu.flickr.alt ???
Membre de la Reconeixement internacional de l'excel·lència HR Excellence in Research logo del ∞ - League of European Research Universities logo del bkc - campus excel·lència logo del health universitat de barcelona campus

© Universitat de Barcelona