El principio de equivalencia débil (WEP) es un aspecto clave de la física clásica. Afirma que cuando las partículas están en caída libre, las trayectorias que siguen son completamente independientes de sus masas. Sin embargo, todavía no está claro si esta propiedad también se aplica dentro del campo más complejo de la mecánica cuántica. En una nueva investigación publicada en EPJ C , James Quach en la Universidad de Adelaide, Australia, demuestra teóricamente que la WEP puede ser violada por partículas cuánticas en ondas gravitacionales, las ondas en el espacio-tiempo causadas por eventos colosales como la fusión de agujeros negros.

Además de resolver un debate de larga data en la teoría cuántica, Los hallazgos de Quach podrían conducir al desarrollo de nuevos materiales avanzados, incluyendo fluidos con conductividad infinita y viscosidad cero. Estos podrían usarse como detectores avanzados de ondas gravitacionales e incluso pueden conducir a dispositivos que pueden reflejar ondas gravitacionales y recolectar su energía. Quach basó su enfoque en un principio llamado "información de Fisher", una forma de medir cuánta información contiene una variable aleatoria observable sobre un parámetro desconocido en particular. Aquí, la variable aleatoria describe la posición de una partícula cuántica en un campo gravitacional, mientras que el parámetro desconocido es su masa. Si se obedeciera la WEP, la información de Fisher debería ser cero en este caso.

A través de sus cálculos, Quach reescribió una ecuación que describe el WEP para partículas cuánticas en caída libre, para incorporar su información de Fisher. Mostró que si bien estas partículas obedecen a la WEP en campos gravitacionales estáticos, de hecho, sus trayectorias pueden revelar información sobre su masa cuando atraviesan ondas gravitacionales. Por primera vez, el cálculo caracteriza con precisión cómo las partículas cuánticas pueden violar el WEP, y proporciona información clave para estudios futuros que busquen la infracción a través de experimentos reales.