(Phys.org) —Los físicos han encontrado la evidencia más sólida hasta ahora de que no se ha violado la simetría de Lorentz, una de las simetrías fundamentales de la relatividad. La simetría de Lorentz establece que el resultado de un experimento no depende de ciertos aspectos de su entorno, a saber, la velocidad y la dirección de su marco de referencia en movimiento, propiedades que se vuelven relevantes cuando se estudian objetos astronómicos y se lanzan satélites, por ejemplo, así como para unificar la mecánica cuántica y la relatividad general.

"Sabemos que la relatividad general y el modelo estándar de física de partículas no son las últimas teorías, "dijo la coautora Marie-Christine Angonin del Observatorio de París Phys.org . "Es más, hasta aquí, Ha sido imposible conciliar en una teoría común estos dos aspectos de la física. Para tener éxito en esta búsqueda, casi todas las teorías de unificación predicen una ruptura de la simetría de Lorentz ".

Para realizar la prueba mejorada de simetría de Lorentz, el equipo de físicos del Observatorio de París y la Universidad de California, Los Angeles, analizó 44 años de datos de observaciones de rango láser lunar (LLR).

LLR implica enviar pulsos de láser entre una estación en la Tierra a un reflector en la Luna y viceversa, y midiendo el tiempo que tarda la luz en completar el viaje de ida y vuelta, que es aproximadamente 2,5 segundos. Los experimentos LLR modernos pueden determinar la distancia entre la Tierra y la Luna en menos de un centímetro.

En el nuevo estudio, los investigadores analizaron datos de más de 20, 000 rayos láser reflejados enviados entre 1969 y 2013 por cinco estaciones LLR ubicadas en diferentes lugares de la Tierra. El tiempo de viaje de ida y vuelta de la luz está influenciado por numerosos factores, desde la ubicación de la Luna en el cielo, al clima y las mareas, así como efectos relativistas, que son especialmente importantes para probar la simetría de Lorentz.

Para analizar los datos LLR en el contexto de la simetría de Lorentz, los investigadores primero desarrollaron una "efemérides lunares, "que es un modelo que tiene en cuenta decenas de factores para calcular la posición estimada, velocidad, y orientación de la Luna con respecto a la Tierra en un momento dado. El marco de estas efemérides proviene de una teoría llamada extensión del modelo estándar (SME), que combina la relatividad general y el modelo estándar de física de partículas, y permite la posibilidad de ruptura de la simetría de Lorentz.

"Por primera vez, Se ha realizado un modelado global del sistema Tierra-Luna en el marco de las PYME, "Dijo Angonin." Esto significa que las ecuaciones de movimiento SME se han incluido en las efemérides, así como en la descripción de la trayectoria de la luz. Nos lleva a derivar restricciones completas y sólidas sobre los coeficientes SME y, en consecuencia, sobre una ruptura hipotética de la simetría de Lorentz ".

En general, El análisis de los investigadores muestra que los datos LLR son sensibles a ciertas combinaciones de los coeficientes SME, pero no encontró evidencia de que LLR dependa de la velocidad o la dirección de su marco de referencia, indicando que no hay ruptura de simetría de Lorentz. Debido a la inmensidad de los datos, los resultados proporcionan las restricciones más estrictas hasta ahora sobre los coeficientes de las PYME, en algunos casos, mejorarlos hasta en un orden de magnitud con respecto a investigaciones anteriores. En general, Mejorar estas restricciones significa que cualquier violación de la simetría de Lorentz debe ser muy pequeña, si es que existe.

En el futuro, los investigadores planean continuar buscando violaciones de la simetría de Lorentz utilizando otros datos astronómicos.

"Deseamos combinar los datos de LLR con los del alcance de satélites o la exploración de la Luna, y considerar modelos más evolucionados donde la ruptura de la simetría de Lorentz surge del acoplamiento entre la materia y la gravedad, "Dijo Angonin.

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