Observaciones de una estrella de neutrones, llevadas a cabo con el telescopio VLT en Cerro Paranal, podrían confirmar una predicción de hace 80 años sobre el vacío
El hallazgo fue realizado por un equipo de astrónomos -entre ellos Denis González Caniulef, ex alumno del Instituto de Astrofísica UC-, que estudiaron la luz emitida por una estrella de neutrones extremadamente densa.
A solo 400 años luz de la tierra se ubica RXJ1856.5-3754, la estrella de neutrones que podría ser la prueba de una predicción postulada en los años treinta por los físicos alemanes Werner Heisenberg y Hans Heinrich Euler llamada birrefringencia del vacío, que plantea que un vacío altamente magnetizado afectaría las propiedades de la luz de manera análoga a como lo haría un prisma.
Las estrellas de neutrones son núcleos densos remanentes de estrellas masivas (al menos 10 veces más masivas que nuestro Sol) que han estallado como supernovas al final de sus vidas. También tienen campos magnéticos muy extremos, miles de millones de veces más fuertes que el del Sol, que impregnan su superficie y sus alrededores.
Estos campos son tan fuertes que incluso afectan el espacio vacío que hay alrededor de la estrella. Normalmente se asume que en el "vacío" no hay nada, y que la luz puede viajar a través de él sin sufrir ningún cambio. Pero en la electrodinámica cuántica (QED, por sus siglas en inglés), la teoría cuántica que describe la interacción entre fotones de luz y partículas cargadas, como electrones, el espacio está lleno de partículas virtuales que aparecen y desaparecen todo el tiempo. Los campos magnéticos muy fuertes y las partículas virtuales pueden modificar las propiedades del vacío, lo que afecta a la polarización de la luz que pasa a través de él.
Ahí se produciría la llamada birrefringencia de vacío, que hasta ahora carece de una demostración experimental directa.
"Este efecto puede detectarse solamente en presencia de campos magnéticos enormemente fuertes, como los que hay alrededor de estrellas de neutrones. Esto demuestra, una vez más, que las estrellas de neutrones son laboratorios de un gran valor para el estudio de las leyes fundamentales de la naturaleza", afirma Roberto Turolla (Universidad de Padua, Italia).
Tras un cuidadoso análisis de los datos del telescopio VLT en el Cerro Paranal, Región de Antofagasta, se detectó una polarización lineal relativamente alta (de alrededor del 16%) debida probablemente, según los investigadores, al efecto amplificador de birrefringencia de vacío en el espacio que rodea a RX J1856.5-3754.
El equipo que realizó el hallazgo está liderado por Roberto Mignani, y entre ellos está Denis González Caniulef, ex alumno del Instituto de Astrofísica UC y que actualmente está trabajando en su doctorado en el Mullard Space Science Laboratory de University College London (Reino Unido).
El efecto de birrefringencia del vacío, explica Denis, "puede ser a su vez usado como una herramienta para estudiar las propiedades de la materia bajo campos magnéticos intensos. Para ello va a ser clave realizar observaciones de estrellas de neutrones altamente magnetizadas, con la técnica de polarimetría, usando la siguiente generación de telescopios ópticos que van a operar en Chile, y los de más altas energías, como los futuros telescopios espaciales que podrían realizar polarimetría en rayos-X."
"Me parece increíble que un fenómeno cuántico así pueda ser observado mediante telescopios", aseguró Máximo Bañados, decano de la Facultad de Física de la UC.
*Información y fotografías: ESO
