NeoFronteras

Un efecto del vacío revela nuevas partículas elementales

Área: Física — miércoles, 19 de abril de 2006

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Las oscilaciones de la luz polarizada linealmente se dan en un solo plano.

Físicos italianos han demostrado que el espacio vacío es capaz de producir una rotación muy pequeña del plano de polarización de la luz si un intenso campo magnético está presente. Esto podría ser consecuencia de la presencia de nuevas partículas subatómicas aún por descubrir y que además podrían constituir la famosa materia oscura.
El efecto ha sido descubierto por Emilio Zavattini y sus colaboradores del experimento PVLAS del laboratorio INFN en Legnaro.
Según la Física Clásica el espacio está vacío y no hay partículas si hemos retirado toda la materia, pero según el principio de incertidumbre de la Mecánica Cuántica pares de partículas antipartícula pueden surgir de la nada por un breve periodo de tiempo hasta que desaparecen de nuevo. Este proceso cambia las propiedades físicas del espacio vacío. En este caso un campo magnético intenso puede cambiar el índice de refracción del vacío y hacer que el plano de polarización de la luz que lo cruce gire.
En el experimento PVLAS un haz láser linealmente polarizado se hace pasar a través de una región donde se ha efectuado el vacío y hay un campo magnético de 5 tesla. El plano de polarización del haz cambia un poco en el metro de distancia que recorre. Basándose en las 44.000 medidas realizadas el haz surge con una variación del ángulo de polarización de 3.9±0.5×10-12 radianes.
La explicación es que el haz láser interactúa con partículas todavía inobservadas cuando cruza el vacío. Las partículas serían del estilo de unas partículas propuestas teóricamente denominadas axiones y que de momento no se han descubierto directamente. Los resultados de este experimento acotan las propiedades de estas hipotéticas partículas.
Este efecto se podría confirmar también en los objetos astronómicos muy masivos con campos magnéticos muy intensos. Como es el caso de las estrellas de neutrones, donde el campo magnético puede ser de varios miles de Tesla, y la luz podría ser curvada en su vecindad de tal modo que podríamos ver imágenes múltiples de objetos distantes a la manera de una lente gravitatoria.
Según Bignami semejante efecto de lente de vacío sería visible durante el eclipse del pulsar binario J037-3039 (un pulsar es una estrella de neutrones cuyo haz de radiaciones llega a la Tierra de manera pulsada debido a la rotación del objeto). Aunque el próximo eclipse de este objeto no se producirá hasta 2020.

Referencia: Phys. Rev. Lett. 96 11040

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