Un límite a la variación de la velocidad de la luz que surge de los efectos de la gravedad cuántica

Área de la Ciencia:

• Física teórica es la física teórica.
• La astrofísica es la astrofísica.
• La gravedad cuántica es la gravedad cuántica.

Sus antecedentes:

• La invarianza de Lorentz, un principio clave de la relatividad especial, establece que la velocidad de la luz es constante para todos los observadores.
• La mecánica cuántica sugiere que el espacio-tiempo puede comportarse de manera diferente en la escala de Planck, violando potencialmente la invarianza de Lorentz.
• Una variación en la velocidad del fotón con la energía podría indicar una ruptura de la invarianza de Lorentz.

Objetivo del estudio:

• Para probar las violaciones de la invarianza de Lorentz mediante la búsqueda de velocidades de fotones dependientes de la energía.
• Para restringir las teorías de la gravedad cuántica que predicen modificaciones en el espacio-tiempo en la escala de Planck.

Principales métodos:

• Emisiones de rayos gamma de alta energía observadas (hasta 31 GeV) de una explosión de rayos gamma distante (GRB 090510).
• Las características agudas analizadas en la curva de luz del GRB para los retrasos de tiempo indican velocidades de fotones dependientes de la energía.
• Establezca límites en la escala de la violación potencial de la invariancia de Lorentz basada en la ausencia de retrasos observados.

Principales resultados:

• No se detectó evidencia de una variación en la velocidad del fotón con la energía.
• Se colocó un límite inferior de 1.2E ((Planck) en la escala de dependencia de energía lineal para la violación de la invariancia de Lorentz.
• Se estableció un límite superior de l ((Planck) /1.2 para la escala de longitud de tal efecto.

Conclusiones:

• Los resultados no favorecen las teorías de la gravedad cuántica donde la naturaleza cuántica del espacio-tiempo altera linealmente la velocidad de la luz a pequeñas escalas.
• El estudio proporciona restricciones estrictas a las teorías que predicen la violación de la invariancia de Lorentz cerca de la escala de Planck.