La invariancia de Lorentz supera dos pruebas más

Cada vez que alguien consulta su posición en la superficie del planeta usando un GPS está confirmando la teoría de la relatividad de Einstein, de la misma forma que cada vez que se enciende una pantalla se confirma la existencia de los electrones. Con todo,los científicos no se quedan nunca conformes, y si en el úlltimo siglo no se hubiesen hecho ya suficientes pruebas de que la relatividad funciona, quizás la más espectacular la reciente detección de ondas gravitacionales, siempre quedará comprobarlo con más precisión si cabe.

La llamada invariancia de Lorentz significa que una medición física no debe depender de la velocidad u orientación del marco de referencia del laboratorio. Es una simetría fundamental en la relatividad y en el modelo estándar de la física de partículas, pero ciertas ideas que intentan unificar las dos teorías predicen su ruptura. A pesar de numerosos estudios, sin embargo, no se ha encontrado prueba alguna de violaciones de la simetría de Lorentz. Dos equipos de investigadores lo han recomprobado estableciendo de paso algunos de los límites más estrictos hasta la fecha sobre tales violaciones.

Para comprobar la simetría de Lorentz, ambos equipos usaron el mismo marco teórico, que describe la simetría para todas las partículas y fuerzas, incluida la gravedad, en términos de coeficientes que son nulos cuando se cumple la simetría. Pero derivaron los coeficientes usando datos obtenidos de dos tipos muy diferentes de experimentos.

El equipo encabezado por Natasha Flowers, del Carleton College (Minnesota, Estados Unidos) analizó medidas tomadas en el transcurso de unos pocos años con gravímetros superconductores, dispositivos que determinan la aceleración gravitatoria local midiendo la posición de una esfera superconductora que levita en un campo magnético. Los valores de los coeficientes resultantes son todos consistentes con cero, pero en comparación con estudios gravimétricos previos, algunos de los valores son más de 10 veces más precisos, mientras que otros se han obtenido por primera vez.

Espejo colocado en la Luna por la tripulación del Apolo 11, primera misión que llevó a dos humanos a la superficie lunar

Mientras tanto, el encabezado por Adrien Bourgoin, de la Universidad de Bolonia (Italia), analizaron los datos de 48 años de experimentos de medición con el experimento LR3, en el que los rayos láser emitidos desde la Tierra se reflejan en los espejos en la superficie de la Luna colocados por las misiones Apolo 11, 14 y 15 para medir el movimiento orbital y rotacional del satélite. En este caso los investogadores también encuentran que los datos son consistentes con coeficientes nulos. Sin embargo, para algunos de los coeficientes, la precisión es de 100 a 1000 veces mejor que la de las mejores estimaciones actuales.

Esta visto, en esta época de incertidumbre, si quieres aprender algo que describa cómo funciona el universo con una fiabilidad contrastada, estudia la teoría de la relatividad.

Referencias:

Natasha A. Flowers et al (2017) Superconducting-Gravimeter Tests of Local Lorentz Invariance Phys. Rev. Lett. doi: 10.1103/PhysRevLett.119.201101

Adrien Bourgoin et al (2017) Lorentz Symmetry Violations from Matter-Gravity Couplings with Lunar Laser Ranging Phys. Rev. Lett. doi: 10.1103/PhysRevLett.119.201102

Sobre el autor: César Tomé López es divulgador científico y editor de Mapping Ignorance

Este texto es una colaboración del Cuaderno de Cultura Científica con Next

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