A menudo se dice que las singularidades como las que se encuentran en el centro de los agujeros negros, donde la densidad se vuelve infinita, son lugares donde la física se 'rompe'. Sin embargo, esto no significa que 'cualquier cosa' pueda suceder, y los físicos están interesados enqué leyes podrían romperse y cómo.
Ahora, un equipo de investigación del Imperial College de Londres y el Instituto Cockcroft y la Universidad de Lancaster han propuesto una forma en que las singularidades podrían violar la ley de conservación de la carga. Su teoría está publicada en Annalen der Physik .
El coautor, el profesor Martin McCall, del Departamento de Física de Imperial, dijo: "'La física se descompone en una singularidad' es una de las declaraciones más famosas de la física pop. Pero al mostrar cómo esto podría suceder realmente,apuntar a una de las leyes de la física más apreciadas: la conservación de la carga ".
La conservación de la carga dice que la carga eléctrica total de cualquier sistema aislado, incluido el Universo en su conjunto, nunca cambia. Esto significa que si las partículas cargadas negativa o positivamente se mueven hacia un área, la misma cantidad de partículas cargadas respectivamentedebe mudarse.
Esto se ha demostrado en escalas muy pequeñas: cuando se crean o eliminan diferentes partículas en experimentos como el Gran Colisionador de Hadrones, siempre se produce o destruye la misma cantidad de partículas cargadas negativa y positivamente, respectivamente.
Ahora, al modificar las ecuaciones físicas clásicas para incluir axiones, un candidato para la materia oscura, el equipo ha podido demostrar que las singularidades temporales, como los agujeros negros que aparecen y luego se evaporan, podrían destruir la carga cuando llegan ael final de su vida.
Los axiones son partículas hipotéticas que pueden explicar la materia oscura: el 85 por ciento 'faltante' de la materia del Universo. Sus propiedades predichas podrían formar un campo que interactuaría con el tipo de campos que los físicos conocen desde hace siglos: electromagnéticocampos, que se describen mediante un conjunto de ecuaciones llamadas ecuaciones de Maxwell.
Usando una rama de las matemáticas llamada geometría diferencial, el equipo descubrió cómo crear o destruir carga, violando la conservación de carga del Universo.
El coautor Jonathan Gratus dijo: "Puedes imaginar la creación de una 'bomba de axiones' que mantiene la carga combinando axiones acoplados y campos magnéticos; y luego dejándola caer en un agujero negro que se evapora. A medida que la construcción se contrae y desaparece en la singularidad,lleva consigo carga eléctrica. Es la combinación de una singularidad temporal y un tipo de campo de axiones recientemente propuesto lo que es crucial para su éxito ".
El coautor, el Dr. Paul Kinsler, del Departamento de Física de Imperial, dijo: "También hay implicaciones filosóficas. Aunque a la gente a menudo le gusta decir que la física se 'rompe', aquí mostramos que aunque pueden ocurrir fenómenos exóticos, ¿quéen realidad sucede, sin embargo, está restringido por las leyes de la física que aún funcionan en torno a la singularidad ".
El equipo dice que el fenómeno del axión solo ocurriría en condiciones extremas que actualmente no se pueden crear en un laboratorio, pero que los avances futuros en campos láser intensos podrían permitir que la teoría se pruebe en un entorno terrestre.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Imperial College de Londres . Original escrito por Hayley Dunning. Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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