Os pesquisadores têm, pela primeira vez, identificou as condições suficientes e necessárias que o limite de baixa energia das teorias da gravidade quântica deve satisfazer para preservar as características principais do efeito Unruh.

Em um novo estudo, liderado por pesquisadores da SISSA (Scuola Internazionale Superiore di Studi Avanzati, a Universidade Complutense de Madrid e a Universidade de Waterloo, um sólido arcabouço teórico é fornecido para discutir as modificações no efeito Unruh causadas pela microestrutura do espaço-tempo.

O efeito Unruh, em homenagem ao físico canadense que teorizou em 1976, é a previsão de que alguém que tem propulsão e, portanto, acelera, observaria fótons e outras partículas em um espaço aparentemente vazio, enquanto outra pessoa inercial veria um vácuo na mesma área.

"Observadores inerciais e acelerados não concordam sobre o significado de 'espaço vazio, '"diz Raúl Carballo-Rubio, um pesquisador de pós-doutorado na SISSA, Itália. "O que um observador inercial carregando um detector de partículas identifica como um vácuo não é experimentado como tal por um observador acelerando através desse mesmo vácuo. O detector acelerado encontrará partículas em equilíbrio térmico, como um gás quente. "

“A previsão é que a temperatura registrada seja proporcional à aceleração. Por outro lado, é razoável esperar que a microestrutura do espaço-tempo ou, De forma geral, qualquer nova física que modifique a estrutura da teoria quântica de campos em curtas distâncias, induziria a desvios desta lei. Embora provavelmente alguém concorde que esses desvios devem estar presentes, não há consenso sobre se esses desvios seriam grandes ou pequenos em um determinado arcabouço teórico. Essa é precisamente a questão que queríamos entender. "

"O que fizemos foi analisar as condições para ter o efeito Unruh e descobrir que, ao contrário de uma crença estendida em uma grande parte da resposta térmica da comunidade para detectores de partículas, pode acontecer sem um estado térmico, "disse Eduardo Martin-Martinez, um professor assistente no Departamento de Matemática Aplicada de Waterloo. "Nossas descobertas são importantes porque o efeito Unruh está na fronteira entre a teoria quântica de campos e a relatividade geral, que é o que sabemos, e gravidade quântica, que ainda não entendemos. "

"Então, se alguém quiser desenvolver uma teoria do que está acontecendo além do que sabemos da teoria quântica de campo e da relatividade, eles precisam garantir que satisfaçam as condições que identificamos em seus limites de baixa energia. "

Os pesquisadores analisaram a estrutura matemática das correlações de um campo quântico em estruturas além da teoria quântica de campo padrão. Essa análise foi então usada para identificar as três condições necessárias que são suficientes para preservar o efeito Unruh. Essas condições podem ser usadas para determinar as previsões de baixa energia das teorias da gravidade quântica e os resultados desta pesquisa fornecem as ferramentas necessárias para fazer essas previsões em um amplo espectro de situações.

Tendo sido capaz de determinar como o efeito Unruh é modificado por alterações na estrutura da teoria quântica de campos, bem como a importância relativa dessas modificações, os pesquisadores acreditam que o estudo fornece uma estrutura teórica sólida para discutir e talvez testar este aspecto particular como uma das possíveis manifestações fenomenológicas da gravidade quântica. Isso é particularmente importante e apropriado, mesmo que o efeito ainda não tenha sido medido experimentalmente, como se espera que seja verificado em um futuro não tão distante.