Acabamos de obtener la medida más precisa jamás realizada de una propiedad de una partícula: ScienceAlert
El modelo estándar de física de partículas es nuestra mejor estimación actual de cómo se ven los planos de la materia. De todas sus predicciones, ninguna es tan precisa como el momento magnético del electrón.
No sólo se predice con precisión, sino que es uno de los medida con mayor precisión propiedades de cualquier partícula. Y si bien estos dos valores están cerca, no se superponen por completo, lo que brinda tentadores indicios de la nueva física.
Acérquese al valor exacto de momento magnético electrónico En pocas palabras, cuánto se comporta un electrón como un pequeño imán, algún día podría desbloquear una mejor comprensión de los componentes básicos de la física y cómo interactúan.
Ahora, los físicos de la Universidad de Harvard y la Universidad Northwestern han empujado aún más los límites de esa precisión. Sus experimentos recientes produjeron un valor con una precisión de 0,13 en 1 billón.
“El nuevo valor es 2,2 veces más preciso y consistente con el que había estado vigente durante 14 años”, escriben los investigadores en su artículo publicado.
«Nuestra determinación y cálculo del modelo estándar es suficientemente preciso para una prueba 10 veces más precisa».
Para obtener el nuevo valor del momento magnético electrónico, el equipo de investigación suspendió un solo electrón en una cámara altamente controlada conocida como el Trampa de corral.
Después de enfriar la cámara hasta casi el cero absoluto, el equipo pudo usar un campo magnético para medir el «saltos cuánticos» entre niveles de energía, sin interferir con su estado cuántico y estropear las observaciones.
Las ecuaciones del modelo estándar proporcionan una forma de calcular lo que se denomina constante de estructura fina. Aproximadamente equivalente a 1/137, es fundamental para la fuerza electromagnética que une a los átomos, lo que lo convierte en un gran problema en la física.
Estas mismas ecuaciones predicen el momento magnético electrónico con un nivel de precisión tan impresionante que su medición en el laboratorio se ha convertido en una prueba decisiva de la capacidad del modelo estándar para reflejar la realidad.
Durante un tiempo, las mediciones del momento magnético electrónico permanecieron un poco mas grande que qué el modelo estándar predice que una partícula cargada, similar a un punto, produce una anomalía atractiva que espera ser resuelta.
Estos nuevos resultados tienen un margen de error diez veces menor que esta desviación, lo que sugiere fuertemente una física desconocida.
Refinar las predicciones y los resultados experimentales podría proporcionar valores que sugieran la existencia de nuevas partículas o nuevos tipos de interacciones que aún no conocemos.
Los investigadores ya tienen ideas para mejorar la medición, representada por μ/μB (la comparación de un valor con el Magnetón de Bohr), Aún más. Esto nos acerca cada vez más a completar el modelo estándar de física de partículas.
“Ahora parece que se pueden lograr mejoras mucho mayores en la precisión de μ/μB dada la demostración de un dispositivo más estable, estadísticas mejoradas e incertidumbres mejor entendidas”, escriben los investigadores.
La investigación ha sido publicada en Cartas de exploración física.
