La gravidad cuántica estudiada en el Polo Sur
Estos sensores forman parte del Observatorio de Neutrinos IceCube, ubicado junto a la estación Amundsen-Scott, en la Antártida. Monitorean los neutrinos, partículas casi sin masa y sin carga eléctrica, procedentes del espacio. Un equipo del Instituto Niels Bohr (NBI) de la Universidad de Copenhague ha desarrollado un método que utiliza los datos de estos neutrinos para explorar la presencia de la gravidad cuántica.
Los físicos buscan unificar dos campos distintos: la física clásica, que explica la gravedad y nuestro entorno cotidiano, y la física cuántica, que describe el mundo atómico. Tom Stuttard, profesor asistente en el NBI y coautor de un artículo en la revista Nature Physics, describe esta búsqueda de unificación como uno de los principales desafíos de la física fundamental.
Su estudio examinó más de 300,000 neutrinos, mayormente procedentes de la atmósfera terrestre, resultado de colisiones entre partículas de alta energía del espacio y moléculas como el nitrógeno de nuestra atmósfera. Estos neutrinos son más fáciles de estudiar que los provenientes del espacio lejano debido a su mayor número, lo cual ha permitido validar su metodología. Ahora, el equipo está listo para avanzar a la siguiente fase: estudiar los neutrinos del espacio profundo.
El Observatorio de Neutrinos IceCube es único porque permite observar el espacio desde el hemisferio opuesto de la Tierra, ya que los neutrinos pueden atravesar nuestro planeta sin perturbación. Más de 300 científicos de diversos países participan en este proyecto.
Los neutrinos, capaces de viajar miles de millones de años luz a través del Universo sin ser alterados, podrían revelar pistas sobre la gravidad cuántica si experimentan cambios sutiles durante su viaje. Los neutrinos existen bajo tres formas o "sabores": neutrino electrónico, muónico o tauónico. Su capacidad para cambiar de sabor durante el viaje, un fenómeno conocido como oscilación de neutrinos, es un comportamiento cuántico que podría ser perturbado por la gravidad cuántica.
El estudio publicado en Nature Physics no encontró cambios relacionados con la gravidad cuántica en los neutrinos atmosféricos, pero esto no significa que no existan. Las distancias recorridas por estos neutrinos son relativamente cortas comparadas con las distancias interestelares, y un rango más largo podría ser necesario para observar un impacto de la gravidad cuántica.
Los investigadores se mantienen optimistas. Gracias a su metodología y a la anticipación de futuras medidas con neutrinos astrofísicos, así como el desarrollo de detectores más precisos, esperan responder definitivamente a la pregunta de la existencia de la gravidad cuántica.