¿Qué experimento podría refutar la gravedad cuántica de bucles?

Question

Gravedad cuántica de bucles (LQG) es una teoría del espacio-tiempo cuántico que intenta describir la interconexión entre la relatividad general y la mecánica cuántica. Su principal postulado es la granularidad del espacio a escala cuántica. Sin embargo, ¿hay algún experimento que pueda refutarla?

Algunas ideas de un experimento:

1. ¿Cómo podemos comprobar la granularidad del espacio y hay algún experimento factible que pueda poner a prueba esta hipótesis de LQG en un futuro próximo?

2. ¿Existe alguna consecuencia de la LQG que ya haya sido experimentada y explotada en el sentido de que pueda ser potencialmente refutada con un experimento posterior similar?

3. ¿Cuáles son algunas de las teorías de la gravedad cuántica que exploran el mismo marco o uno similar al de la LQG, y hay algún experimento que pueda refutar esas teorías que también repercuta en la LQG?

Answer 1

Así pues, la "gravedad cuántica fenomenológica" es el campo particular en el que consideramos las pruebas experimentales de la gravedad cuántica (con la esperanza de reducir las tres docenas de teorías en competencia a un puñado). Hasta donde yo sé, Giovanni Amelino-Camelia fue el pionero en este campo (c.f., Amelino-Camelia's artículo de revisión ).

En cualquier caso, al centrarse en la gravedad cuántica de bucles, ha habido unos cuantos preprints. La mayoría tratan de la fenomenología de la cosmología cuántica de bucles, pero éste parece más general:

• Florian Girelli, Franz Hinterleitner, Seth A. Major, "Loop Quantum Gravity Phenomenology: Linking Loops to Observational Physics". Eprint

Creo que es precisamente lo que busca el OP...

Answer 2

Por favor, corríjanme si me equivoco, pero creía que nadie había sido capaz de demostrar cómo la Relatividad General (RG) surgía de la LQG en el límite semiclásico ? En este contexto, puede tener sentido pedir manifestaciones experimentales pero a mí me parecería más importante asegurarse primero de que LQG da en algún límite una teoría clásica de la gravitación antes que nada.

La teoría de cuerdas, que describe una teoría de la gravedad cuántica, trata las distancias cortas mediante las llamadas dualidades; si se intenta sondear distancias menores que alguna escala, se obtiene exactamente la misma física que la de escalas mayores (esto se llama dualidad T). Por tanto, tiene una distancia mínima, como cabría esperar de alguna manera de la gravedad cuántica, aunque la incluye de forma continua.

Answer 3

En primer lugar, la Gravedad Cuántica de Bucles no postula la granularidad del espacio: es una consecuencia lógica de la cuantización canónica del Lagrangiano de Einstein y está asociada a los espectros del operador de Volumen (para los detalles matemáticos echa un vistazo a estas conferencias https://arxiv.org/pdf/gr-qc/0210094.pdf ). Ahora bien, una longitud mínima no implica que la Gravedad Cuántica de Bucles viole la simetría de Lorentz: es lo mismo que decir que los valores propios discretos del momento angular violan la invariancia rotacional (!); así que no se pueden buscar violaciones de Lorentz para refutar la teoría. De todos modos, se ha trabajado mucho para obtener resultados que puedan verificar o falsar la LQG. En la LQC (la aplicación de la LQG a la Cosmología) el factor de escala de la métrica FRW no se desvanece dando lugar a una fase de rebote que, en principio, puede detectarse hoy en día (véase https://arxiv.org/pdf/1308.4348v2.pdf ); y no sólo eso, aplicando la LQG a los agujeros negros se demuestra que decaen con un tiempo de vida, emitiendo radiaciones que en principio se pueden detectar. (cuidado, es un proceso diferente al de la radiación de Hawking, para más información ver https://arxiv.org/pdf/1605.05268.pdf )