Un equipo de físicos de Italia acaba de obtener un fenómeno inédito de rotación de la luz en el vacío bajo el efecto de un campo magnético.

¿Una prueba de la existencia de una nueva e hipotética partícula resuelve el enigma de la materia negra oculta en el universo?

El efecto, evidenciado por un equipo de investigadores del laboratorio INFN (Instituto Nacional de Física Nuclear) de Legnaro, cerca de Padua, en Venecia, dirigido por Emilio Zavattini ⁽¹⁾, es todavía mínimo. Pero el resultado es quizá lo suficientemente importante para confirmar la existencia de nuevas partículas llamadas axiones que constituirían la materia negra, esa masa escamoteada u oculta, que representa una parte importante del universo.

La física clásica afirma que en el espacio reina el vacío. La mecánica cuántica, por su parte, permite teóricamente algunos cambios de la estructura del vacío debidos al efecto de que las partículas pueden aparecer y desaparecer espontáneamente en virtud del famoso principio de incertidumbre de Heinsenberg.

Concretamente, un campo magnético intenso podría entonces conferir un índice de refracción al vacío que desviaría la luz o cambiaría su polarización. Los investigadores italianos han trabajado con esta hipótesis a partir de la experiencia bautizada PVLAS Probing vacuum with polarized light⁽²⁾ [Prueba del vacío con luz polarizada] en el INFN. Principio: un haz de láser atraviesa un campo magnético con una intensidad de 5 Tesla en un espacio vacío y se miden todas las modificaciones de polarización de la luz en una distancia de un metro. El equipo ha realizado más de 44.000 mediciones. Resultados: por una parte, el haz de láser emergente presenta una ligera polarización elíptica; por otra, el vector de polarización sufre una debilísima, pero efectiva, rotación, de menos de una mil millonésima de grado.

Según el equipo italiano, el fenómeno de “desviación” por el vacío podría explicarse por la interacción de los fotones con una partícula de tipo axión. Este objeto de escasísima masa, hasta ahora hipotético y supuestamente producido en el interior del sol, es la partícula candidata privilegiada por los físicos para explicar la supuesta existencia de la materia negra en el universo.

El fenómeno constatado en el INFN podría asimismo explicar los efectos astrofísicos en la proximidad de objetos compactos como las estrellas de neutrones: el campo magnético, de hasta 10¹¹ Tesla, sería capaz de desviar la luz de tal manera que se verían entonces varias imágenes diferentes de objetos lejanos. Según los físicos de Lagnaro, este efecto de “lentilla” provocado por el vacío será visible y mensurable próximamente, durante el eclipse del púlsar J037-3039. Su observación probaría la existencia del axión y sería un indicio serio de materia negra.

Pero el eclipse de esta clase más cercano está previsto que se produzca en 2020, lo cual deja tiempo a lo investigadores italianos para afinar sus mediciones del experimento PVLAS.

Para saber más (en inglés):

INFN:http://www.infn.it/indexen.php
Phys. Rev. Lett.:http://arxiv.org/abs/hep-ex/papernum=0507107
PVLAS:http://www.ts.infn.it/experiments/pvlas/index.html


1) : Experimental observation of optical rotation generated in vacuum by a magnetic field (Phys. Rev. Lett. 96 110406). [Observación experimental de la rotación óptica generada en el vacío por un campo magnético (Phys. Rev. Lett. 96 110406)]
(2) Léase (en inglés y necesario tener instalado un programa visualizador de archivos con extensión .pdf, por ejemplo, el Acrobat Reader): http://arxiv.org/ftp/hep-ex/papers/0512/0512022.pdf

Se puede ver en la parte inferior de esta imagen el imán del experimento PVLAS, productor el campo magnético necesario para la desviación de un haz de láser en el vacío. Créditos: INFN

Enlace a la noticia original: La lumière déviée par le vide?
Por Dominique Selse. Fuentes: Tech&Co; / Futura-Sciences
Traducción de Fernando Muñoz Sagasta.