Ondas de rádio, microondas e até a própria luz são todos feitos de campos elétricos e magnéticos. A teoria clássica do eletromagnetismo foi concluída na década de 1860 por James Clerk Maxwell. No momento, A teoria de Maxwell era revolucionária, e forneceu uma estrutura unificada para entender a eletricidade, magnetismo e óptica. Agora, nova pesquisa liderada pelo professor assistente do Departamento de Física e Astronomia da LSU, Ivan Agullo, com colegas da Universidad de Valencia, Espanha, avança o conhecimento desta teoria. Suas recentes descobertas foram publicadas em Cartas de revisão física .

A teoria de Maxwell exibe uma característica notável:permanece inalterada sob o intercâmbio dos campos elétrico e magnético, quando cargas e correntes não estão presentes. Essa simetria é chamada de dualidade eletromagnética.

Contudo, enquanto as cargas elétricas existem, cargas magnéticas nunca foram observadas na natureza. Se cargas magnéticas não existirem, a simetria também não pode existir. Este mistério motivou os físicos a pesquisar cargas magnéticas, ou monopólos magnéticos. Contudo, ninguém teve sucesso. Agullo e seus colegas podem ter descoberto por quê.

"A gravidade estraga a simetria, independentemente da existência de monopólos magnéticos ou não. Isso é chocante. O resultado final é que a simetria não pode existir em nosso universo no nível fundamental porque a gravidade está em toda parte, "Agullo disse.

Gravidade, junto com os efeitos quânticos, interrompe a dualidade eletromagnética ou simetria do campo eletromagnético.

Agullo e seus colegas descobriram isso observando teorias anteriores que ilustram esse fenômeno entre outros tipos de partículas no universo, chamados férmions, e aplicou-o a fótons em campos eletromagnéticos.

"Conseguimos escrever a teoria do campo eletromagnético de uma forma que se assemelha muito à teoria dos férmions, e provar essa ausência de simetria usando técnicas poderosas que foram desenvolvidas para férmions, " ele disse.

Esta nova descoberta desafia suposições que podem impactar outras pesquisas, incluindo o estudo do nascimento do universo.

A grande explosão

Os satélites coletam dados da radiação emitida pelo Big Bang, que é chamado de Fundo Cósmico de Microondas, ou CMB. Esta radiação contém informações valiosas sobre a história do universo.

"Medindo o CMB, obtemos informações precisas sobre como o Big Bang aconteceu, "Agullo disse.

Os cientistas que analisam esses dados presumiram que a polarização dos fótons no CMB não é afetada pelo campo gravitacional no universo, o que só é verdade se existir simetria eletromagnética. Contudo, uma vez que esta nova descoberta sugere que a simetria não existe no nível fundamental, a polarização do CMB pode mudar ao longo da evolução cósmica. Os cientistas podem precisar levar isso em consideração ao analisar os dados. O foco da pesquisa atual de Agullo é o quanto esse novo efeito é.