Los investigadores tienen, por primera vez, identificó las condiciones suficientes y necesarias que el límite de baja energía de las teorías de la gravedad cuántica debe satisfacer para preservar las principales características del efecto Unruh.

En un nuevo estudio, dirigido por investigadores de SISSA (Scuola Internazionale Superiore di Studi Avanzati, la Universidad Complutense de Madrid y la Universidad de Waterloo, Se proporciona un marco teórico sólido para discutir las modificaciones del efecto Unruh causadas por la microestructura del espacio-tiempo.

El efecto Unruh, llamado así por el físico canadiense que teorizó en 1976, es la predicción de que alguien que tiene propulsión y, por lo tanto, acelera observaría fotones y otras partículas en un espacio aparentemente vacío, mientras que otra persona inercial vería un vacío en esa misma área.

"Los observadores inerciales y acelerados no están de acuerdo con el significado de 'espacio vacío, '"dice Raúl Carballo-Rubio, investigador postdoctoral en SISSA, Italia. "Lo que un observador inercial que lleva un detector de partículas identifica como vacío, no lo experimenta como tal un observador que acelera a través de ese mismo vacío. El detector acelerado encontrará partículas en equilibrio térmico, como un gas caliente ".

"La predicción es que la temperatura registrada debe ser proporcional a la aceleración. Por otro lado, Es razonable esperar que la microestructura del espacio-tiempo o, más generalmente, cualquier nueva física que modifique la estructura de la teoría cuántica de campos a distancias cortas, induciría desviaciones de esta ley. Si bien probablemente cualquiera estaría de acuerdo en que estas desviaciones deben estar presentes, No hay consenso sobre si estas desviaciones serían grandes o pequeñas en un marco teórico dado. Este es precisamente el tema que queríamos entender ".

"Lo que hemos hecho es analizar las condiciones para tener el efecto Unruh y descubrimos que, contrariamente a una creencia extendida de que una gran parte de la respuesta térmica de la comunidad para los detectores de partículas puede suceder sin un estado térmico, "dijo Eduardo Martín-Martínez, profesor asistente en el Departamento de Matemáticas Aplicadas de Waterloo. "Nuestros hallazgos son importantes porque el efecto Unruh está en el límite entre la teoría cuántica de campos y la relatividad general, que es lo que sabemos, y gravedad cuántica, que aún tenemos que entender ".

"Entonces, si alguien quiere desarrollar una teoría de lo que está sucediendo más allá de lo que sabemos de la teoría cuántica de campos y la relatividad, necesitan garantizar que cumplen las condiciones que identificamos en sus límites de baja energía ".

Los investigadores analizaron la estructura matemática de las correlaciones de un campo cuántico en marcos más allá de la teoría estándar de campos cuánticos. Este análisis se utilizó luego para identificar las tres condiciones necesarias que son suficientes para preservar el efecto Unruh. Estas condiciones se pueden utilizar para determinar las predicciones de baja energía de las teorías de la gravedad cuántica y los hallazgos de esta investigación proporcionan las herramientas necesarias para realizar estas predicciones en un amplio espectro de situaciones.

Habiendo podido determinar cómo se modifica el efecto Unruh por alteraciones de la estructura de la teoría cuántica de campos, así como la importancia relativa de estas modificaciones, los investigadores creen que el estudio proporciona un marco teórico sólido para discutir y quizás probar este aspecto particular como una de las posibles manifestaciones fenomenológicas de la gravedad cuántica. Esto es particularmente importante y apropiado incluso si el efecto aún no se ha medido experimentalmente, ya que se espera que se verifique en un futuro no muy lejano.