Onde radio, le microonde e persino la luce stessa sono tutte fatte di campi elettrici e magnetici. La teoria classica dell'elettromagnetismo fu completata nel 1860 da James Clerk Maxwell. Al tempo, La teoria di Maxwell era rivoluzionaria, e ha fornito un quadro unificato per comprendere l'elettricità, magnetismo e ottica. Ora, nuova ricerca guidata dall'assistente professore del Dipartimento di Fisica e Astronomia della LSU Ivan Agullo, con i colleghi dell'Universidad de Valencia, Spagna, avanza la conoscenza di questa teoria. Le loro recenti scoperte sono state pubblicate in Lettere di revisione fisica .

La teoria di Maxwell mostra una caratteristica notevole:rimane inalterata sotto l'interscambio dei campi elettrico e magnetico, quando le cariche e le correnti non sono presenti. Questa simmetria è chiamata dualità elettromagnetica.

Però, mentre esistono cariche elettriche, cariche magnetiche non sono mai state osservate in natura. Se non esistono cariche magnetiche, anche la simmetria non può esistere. Questo mistero ha motivato i fisici a cercare cariche magnetiche, o monopoli magnetici. Però, nessuno ha avuto successo. Agullo e i suoi colleghi potrebbero aver scoperto il perché.

"La gravità rovina la simmetria indipendentemente dal fatto che esistano o meno monopoli magnetici. Questo è scioccante. La linea di fondo è che la simmetria non può esistere nel nostro universo a livello fondamentale perché la gravità è ovunque, " disse Agnello.

Gravità, insieme agli effetti quantistici, interrompe la dualità elettromagnetica o simmetria del campo elettromagnetico.

Agullo e i suoi colleghi lo hanno scoperto esaminando le teorie precedenti che illustrano questo fenomeno tra altri tipi di particelle nell'universo, chiamati fermioni, e lo applicò ai fotoni nei campi elettromagnetici.

"Siamo stati in grado di scrivere la teoria del campo elettromagnetico in un modo che assomiglia molto alla teoria dei fermioni, e dimostrare questa assenza di simmetria utilizzando potenti tecniche sviluppate per i fermioni, " Egli ha detto.

Questa nuova scoperta sfida ipotesi che potrebbero avere un impatto su altre ricerche, incluso lo studio della nascita dell'universo.

Il big Bang

I satelliti raccolgono dati dalle radiazioni emesse dal Big Bang, che è chiamato il Fondo Cosmico a Microonde, o CMB. Questa radiazione contiene preziose informazioni sulla storia dell'universo.

"Misurando il CMB, otteniamo informazioni precise su come è avvenuto il Big Bang, " disse Agnello.

Gli scienziati che analizzano questi dati hanno ipotizzato che la polarizzazione dei fotoni nel CMB non sia influenzata dal campo gravitazionale nell'universo, il che è vero solo se esiste la simmetria elettromagnetica. Però, poiché questa nuova scoperta suggerisce che la simmetria non esiste a livello fondamentale, la polarizzazione del CMB può cambiare durante l'evoluzione cosmica. Gli scienziati potrebbero dover tenerne conto durante l'analisi dei dati. Il focus dell'attuale ricerca di Agullo è su quanto sia questo nuovo effetto.