Теория Максвелла демонстрирует замечательную особенность: она остается неизменной при смене электрического и магнитного полей, когда нет зарядов и токов. Эта симметрия называется электромагнетизмом.Однако, хотя электрические заряды существуют, магнитные заряды никогда не наблюдались в природе. Если магнитных зарядов нет, симметрия также не может существовать.
Эта загадка побудила физиков искать магнитные заряды или магнитные монополи. Однако ни у кого не получилось.
Возможно, Агулло и его коллеги поняли, почему.«Гравитация портит симметрию независимо от того, существуют магнитные монополи или нет. Это шокирует.
Суть в том, что симметрия не может существовать в нашей Вселенной на фундаментальном уровне, потому что гравитация присутствует повсюду», — сказал Агулло.Гравитация вместе с квантовыми эффектами нарушает электромагнитную дуальность или симметрию электромагнитного поля.Агулло и его коллеги обнаружили это, изучив предыдущие теории, которые иллюстрируют это явление среди других типов частиц во Вселенной, называемых фермионами, и применили его к фотонам в электромагнитных полях.
«Мы смогли написать теорию электромагнитного поля способом, очень напоминающим теорию фермионов, и доказать это отсутствие симметрии, используя мощные методы, разработанные для фермионов», — сказал он.Это новое открытие ставит под сомнение предположения, которые могут повлиять на другие исследования, включая изучение рождения Вселенной.Большой взрыв
Спутники собирают данные из излучения, испускаемого в результате Большого взрыва, которое называется космическим микроволновым фоном или реликтовым излучением. Это излучение содержит ценную информацию об истории Вселенной.«Измеряя реликтовое излучение, мы получаем точную информацию о том, как произошел Большой взрыв», — сказал Агулло.
Ученые, анализирующие эти данные, предположили, что на поляризацию фотонов в CMB не влияет гравитационное поле во Вселенной, что верно только при наличии электромагнитной симметрии. Однако, поскольку это новое открытие предполагает, что симметрия не существует на фундаментальном уровне, поляризация реликтового излучения может изменяться на протяжении всей космической эволюции.
Ученым может потребоваться принять это во внимание при анализе данных. Текущее исследование Агулло сосредоточено на том, насколько велик этот новый эффект.