La velocidad de la luz en el vacío podría no ser constante
Partículas efímeras en el vacío inducen fluctuaciones en velocidad de la luz.
Partículas efímeras del vacío inducen fluctuaciones en la velocidad de la luz. (Crédito: Springer)
Dos artículos científicos de reciente aparición en la revista European Physical Journal D ponen en entredicho el conocimiento actual de la naturaleza del vacío.
En uno de los artículos, Marcel Urban, de la Universidad Del Sur de París, y su equipo de colegas, identificaron un mecanismo a nivel cuántico para interpretar el vacío como algo lleno de pares de partículas virtuales con valores fluctuantes de energía.
Como un resultado directo, las características inherentes del vacío, como la velocidad de la luz, podría no ser una constante después de todo, sino fluctuar.
En el otro artículo, Gerd Leuchs y Luis L. Sánchez-Soto, del Instituo Max Planck para Física de la Luz, sugiere que las constantes físicas, tales como la velocidad de la luz y la impedancia en espacio libre (377 ohms) son indicaciones de un número total de partículas elementales en la naturaleza.
El vacío es uno de los conceptos más intrigantes en la naturaleza. Cuando se observa a nivel cuántico, el vacío contiene algo. Está lleno de pares de partículas continuamente apareciendo y desapareciendo, tales como las parejas electrón-positrón o quark-antiquark. Estas partículas efímeras son partículas reales, pero su tiempo de vida es extremadamente corto.
En su estudio, Urban y sus colegas establecieron, por vez primera, un mecanismo cuántico detallado que podría explicar la magnetización y polarización del vacío, conocido como permeabilidad o permitividad del vacío, y la velocidad finita de la luz. Este descubrimiento resulta relevante ya que sugiere la existencia de un número limitado de partículas efímeras por unidad de volumen en el vacío.
Como resultado directo, existe la posibilidad teórica que la velocidad de la luz no sea fija, no sea una constante, tal y como asume la física convencional. Al contrario, podría fluctuar a un nivel independiente de la energía de cada cuanto de luz, o fotón, y mucho mayor a las fluctuaciones inducidas por la gravedad a nivel cuántico.
La velocidad de la luz dependería de las variaciones de las propiedades del vacío del espacio o tiempo. La fluctuación del tiempo de propagación del fotón se estima en un orden de 50 attosegundos por metro cuadrado a través del vacío, lo que podría ser medible con la ayuda de los nuevos láser ultra rápidos.
Leuchs y Sánchez-Soto, por otro lado, modelaron pares de partículas virtuales cargadas como dipolos eléctricos responsables de la polarización del vacío. Encontraron que una propiedad específica del vacío llamada impedancia, que es crucial para determinar la velocidad de la luz, depende sólo de la suma del cuadrado de las cargas eléctricas de las partículas pero no de su masa.
Si la idea es correcta, el valor de la velocidad de la luz combinado con el valor de la impedancia del vacío nos da una indicación del número total de partículas elementales cargadas existentes en la naturaleza. Resultados experimentales apoyan esta hipótesis.
El primer estudio lo encuentras aquí.
El segundo estudio aquí.
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