Los físicos han propuesto una forma de probar la gravedad cuántica que, en principio, podría realizarse mediante un láser, Experimento de sobremesa con tecnología actualmente disponible. Aunque una teoría de la gravedad cuántica superaría uno de los mayores desafíos de la física moderna al unificar la relatividad general y la mecánica cuántica, actualmente, los físicos no tienen forma de probar ninguna de las teorías propuestas sobre la gravedad cuántica.

Ahora un equipo de siete físicos de varios países, S. Dey, A. Bhat, D. Momeni, M. Faizal, A. F. Ali, T. K. Dey, y A. Rehman, han ideado una forma novedosa de probar experimentalmente la gravedad cuántica utilizando un experimento basado en láser. Han publicado un artículo sobre su prueba propuesta en una edición reciente de Física nuclear B .

Una de las razones por las que probar la gravedad cuántica es tan desafiante es que sus efectos aparecen solo en escalas de muy alta energía y sus correspondientes escalas de longitud diminuta. Estas escalas extremas, que están muy cerca de la escala de Planck, son aproximadamente 15 órdenes de magnitud más allá de los accesibles por el Gran Colisionador de Hadrones (LHC), con mucho, el experimento de mayor energía del mundo.

Para hacer frente a estos desafíos, los físicos adoptaron un enfoque completamente diferente para alcanzar energías y longitudes de escala de Planck, que es midiendo los efectos de una propiedad llamada no conmutatividad.

Muchas teorías propuestas sobre la gravedad cuántica, incluyendo la gravedad cuántica de bucles y la teoría de cuerdas, son teorías no conmutativas, en el que la geometría del espacio-tiempo no es conmutativa. En este marco, ciertos parámetros tienen relaciones no conmutativas, un concepto que está estrechamente relacionado con la idea de variables complementarias en el principio de incertidumbre de Heisenberg. Una de las consecuencias de un espacio-tiempo no conmutativo es que no existen singularidades, que tiene implicaciones para otras áreas de la cosmología, como el Big Bang y los agujeros negros.

Con su prueba propuesta, El objetivo de los físicos es encontrar evidencia experimental que apoye la idea de que el espacio-tiempo tiene una estructura no conmutativa. Para hacer esto, la prueba propuesta intenta detectar cualquier cambio en las relaciones conmutativas convencionales que ocurren en un oscilador micromecánico. Si estos cambios están presentes, indicarían una estructura no conmutativa y producirían un cambio de fase óptico medible en un pulso de luz que se ha acoplado al oscilador.

Usando configuraciones ópticas actuales, Este cambio de fase se puede medir con niveles de precisión suficientemente altos que, según los cálculos de los físicos, permitiría acceder a la escala de energía cerca de la longitud de Planck. Al acceder a esta escala, el experimento podría potencialmente probar los efectos de las teorías no conmutativas en el régimen energético relevante para la gravedad cuántica.

"Esperamos que la geometría del espacio-tiempo sea una estructura emergente, que surge de alguna teoría puramente matemática de la gravedad cuántica, "el coautor Mir Faizal, profesor de la Universidad de Columbia Británica-Okanagan y de la Universidad de Lethbridge, Canadá, dicho Phys.org . "Esto es similar a la geometría de una barra de metal que surge de la física atómica. Se ha sugerido a partir de varios enfoques de la gravedad cuántica que esta estructura subyacente a la geometría del espacio-tiempo puede representarse mediante geometría no conmutativa. Entonces, hemos propuesto una forma de probar esta idea mediante un experimento opto-mecaico. La ventaja de tener tal estructura será que, en eso, el espacio-tiempo estará libre de singularidades, incluida la singularidad del Big Bang ".

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