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Físicos teóricos de la Universidad de Queensland han confirmado las extrañas propiedades cuánticas de los agujeros negros, incluida su asombrosa capacidad para tener diferentes masas simultáneamente.
Un equipo encabezado por el candidato doctoral Joshua Foo realizó cálculos que revelan sorprendentes fenómenos cuánticos en agujeros negros.
"Los agujeros negros son una característica increíblemente única y fascinante de nuestro universo. Se crean cuando la gravedad comprime una gran cantidad de materia increíblemente densa en un espacio diminuto, creando tanta atracción gravitacional que ni siquiera la luz puede escapar. Es un fenómeno que puede ser desencadenado por una estrella moribunda", explica Foo en un comunicado.
"Pero, hasta ahora, no hemos investigado en profundidad si los agujeros negros muestran algunos de los comportamientos extraños y maravillosos de la física cuántica. Uno de esos comportamientos es la superposición, donde las partículas en una escala cuántica pueden existir en múltiples estados al mismo tiempo.
"Esto se ilustra más comúnmente con el gato de Schrödinger, que puede estar vivo y muerto simultáneamente. Pero, para los agujeros negros, queríamos ver si podían tener masas muy diferentes al mismo tiempo, y resulta que sí. Imagina que eres ancho y alto, así como bajo y delgado al mismo tiempo; es una situación intuitivamente confusa, ya que estamos anclados en el mundo de la física tradicional. Pero esta es la realidad de los agujeros negros cuánticos".
Para revelar esto, el equipo desarrolló un marco matemático que permite "colocar" una partícula fuera de un agujero negro teórico con masa superpuesta.
La masa se analizó específicamente, ya que es una característica definitoria de un agujero negro y es plausible que los agujeros negros cuánticos tengan naturalmente una superposición de masas.
La codirectora de investigación, la doctora Magdalena Zych, dijo que la investigación, de hecho, refuerza las conjeturas planteadas por los pioneros de la física cuántica. "Nuestro trabajo muestra que las primeras teorías de Jacob Bekenstein, un físico teórico estadounidense e israelí que hizo contribuciones fundamentales a la base de la termodinámica de los agujeros negros, estaban en lo correcto", dijo.
"Él postuló que los agujeros negros solo pueden tener masas que tengan ciertos valores, es decir, deben estar dentro de ciertas bandas o proporciones; así es como funcionan los niveles de energía de un átomo, por ejemplo.
"Nuestro modelo mostró que estas masas superpuestas estaban, de hecho, en ciertas bandas o proporciones determinadas, como predijo Bekenstein. No asumimos ningún patrón de este tipo, por lo que el hecho de que encontráramos esta evidencia fue bastante sorprendente.
El universo nos está revelando que siempre es más extraño, misterioso y fascinante de lo que la mayoría de nosotros podríamos haber imaginado", afirmó.
La investigación ha sido publicada en Physical Review Letters.
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