Experimento confirma una propiedad crucial de electrones, desafortunadamente
Crédito de la imagen: Kevin Dooley / Flickr
Por Ryan F. Mandelbaum, para Gizmodo Octubre 10 de 2017
Cuando se trata de la física, menos cosas son más emocionantes que probar algo malo. Probar las teorías equivocadas ha conducido a campos de estudio enteramente nuevos. Los frutos que provienen de la incorrección pueden ser tan gratificantes que los científicos dedican una cantidad considerable de tiempo a probar teorías bien conocidas, con la esperanza de encontrar una grieta.
Pero un equipo de físicos de JILA del Instituto Nacional de Estándares y Tecnología y de la Universidad de Colorado, Boulder, informa que, una vez más, la teoría era correcta, específicamente, el Modelo Estándar de la física de partículas y su predicción de la distribución esférica de la carga de un electrón es realmente. Los investigadores no han llegado a sus experimentos a las sensibilidades de la teoría todavía, pero se están acercando. Esto deja menos espacio para la desviación y menos espacio para cosas más interesantes que esperaban ver más allá del Modelo Estándar.
"Sabemos que el Modelo Estándar no puede ser completamente correcto", dijo William Cairncross, un estudiante de doctorado en la Universidad de Colorado Boulder, en una entrevista con Gizmodo. "Hay cosas que vemos en el universo a gran escala que no se pueden explicar, como diferentes cantidades de materia y antimateria o cosas como materia oscura y energía oscura".
En este caso específico, los investigadores son conscientes de que una asimetría en la distribución de la carga eléctrica del electrón significa que debe comportarse de manera diferente hacia delante o hacia atrás en el tiempo, dijo Cairncross. Ellos esperan encontrar esta asimetría para que, de manera indirecta, pueda ayudar a explicar otros misterios del Universo, como por qué a pesar de que cada tipo de partícula tiene una antipartícula, los científicos siguen observando algo más regular que la antimateria. Desafortunadamente, los científicos que realizaron este último experimento aún no descubrieron la asimetría deseada.
Los electrones son puntos simples sin tamaño real, pero tal vez sea útil pensar en ellos como una nube esférica de electricidad que rodea el punto. Los científicos ven que la nube a través de una lente de cámara metafórica y, a través del experimento, están tratando de enfocar la lente que rodea el punto. La teoría espera que la nube sea una esfera esencialmente perfecta con el punto en el medio. Pero los experimentadores están obligados a construir más y más experimentos avanzados para enfocar realmente esa cámara. Hoy en día, los investigadores informan de la construcción de una nueva lente que tiene un potencial para convertirse en uno de los mejores de la historia. Las cosas siguen siendo muy borrosas, y todavía no hay signos de que el círculo, el "momento dipolar eléctrico" del electrón esté menos centrado perfectamente.
Crédito de la imagen: APS / Alan Stonebraker
El experimento que los científicos usan para enfocar esta lente pretendida consiste en un ion especial, el hafnio pesado del elemento pegado al flúor, atrapado en un vacío. Estas moléculas actúan como una versión de física de partículas que gira, que los investigadores manipulan con láser dentro de un campo eléctrico y magnético. Ellos tratan de medir cuánto los tops se tambalean cambiando los campos y usan los datos para calcular la asimetría, el "momento dipolar eléctrico". Ellos publicaron sus resultados recientemente en la revista Physical Review Letters.
Algunos teóricos a quienes hablé no involucrados en el experimento estaban especialmente entusiasmados con este nuevo método. El físico Timo Fleig de la Université Paul Sabatier en Francia dijo en un correo electrónico que estableció importantes restricciones en teorías físicas que esperan resolver los problemas no resueltos por el Modelo Estándar. Y el profesor Stefan Knecht de ETH Zurich en Suiza le dijo a Gizmodo que estaba entusiasmado con el panorama. Estos experimentos y sus futuras iteraciones requerirán algunos aportes de la teoría de la física que aún no existen, dijo.
"Es como un ciclo mutuo", dijo Knecht. "La teoría ayudó a los experimentos y ahora los experimentos han alcanzado tales altas sensibilidades que exigen una mejor entrada de la teoría para obtener aún más el límite superior del momento dipolar del electrón."
Esta no es la mejor medición del momento dipolar de los electrones, que va a la colaboración de ACME, que obtuvo un poco mejor en 2014. Pero la nueva medición confirmó la antigua con un enfoque "radicalmente diferente" y la ciencia es sin resultados si no se pueden reproducir. Además de eso, el equipo tiene varias ideas para hacer su medición aún más sensible para acercarse aún más a ese límite del Modelo Estándar, como usar un tipo diferente de ion.
Los investigadores todavía están ordenados de magnitud lejos de confirmar experimentalmente el límite superior del momento eléctrico del dipolo eléctrico. Pero con estos nuevos experimentos, como los de JILA y ACME Collaboration, se acercan cada vez más.
With a little help from Google Translate for Business
Crédito de la imagen: Kevin Dooley / Flickr
Por Ryan F. Mandelbaum, para Gizmodo Octubre 10 de 2017
Cuando se trata de la física, menos cosas son más emocionantes que probar algo malo. Probar las teorías equivocadas ha conducido a campos de estudio enteramente nuevos. Los frutos que provienen de la incorrección pueden ser tan gratificantes que los científicos dedican una cantidad considerable de tiempo a probar teorías bien conocidas, con la esperanza de encontrar una grieta.
Pero un equipo de físicos de JILA del Instituto Nacional de Estándares y Tecnología y de la Universidad de Colorado, Boulder, informa que, una vez más, la teoría era correcta, específicamente, el Modelo Estándar de la física de partículas y su predicción de la distribución esférica de la carga de un electrón es realmente. Los investigadores no han llegado a sus experimentos a las sensibilidades de la teoría todavía, pero se están acercando. Esto deja menos espacio para la desviación y menos espacio para cosas más interesantes que esperaban ver más allá del Modelo Estándar.
"Sabemos que el Modelo Estándar no puede ser completamente correcto", dijo William Cairncross, un estudiante de doctorado en la Universidad de Colorado Boulder, en una entrevista con Gizmodo. "Hay cosas que vemos en el universo a gran escala que no se pueden explicar, como diferentes cantidades de materia y antimateria o cosas como materia oscura y energía oscura".
En este caso específico, los investigadores son conscientes de que una asimetría en la distribución de la carga eléctrica del electrón significa que debe comportarse de manera diferente hacia delante o hacia atrás en el tiempo, dijo Cairncross. Ellos esperan encontrar esta asimetría para que, de manera indirecta, pueda ayudar a explicar otros misterios del Universo, como por qué a pesar de que cada tipo de partícula tiene una antipartícula, los científicos siguen observando algo más regular que la antimateria. Desafortunadamente, los científicos que realizaron este último experimento aún no descubrieron la asimetría deseada.
Los electrones son puntos simples sin tamaño real, pero tal vez sea útil pensar en ellos como una nube esférica de electricidad que rodea el punto. Los científicos ven que la nube a través de una lente de cámara metafórica y, a través del experimento, están tratando de enfocar la lente que rodea el punto. La teoría espera que la nube sea una esfera esencialmente perfecta con el punto en el medio. Pero los experimentadores están obligados a construir más y más experimentos avanzados para enfocar realmente esa cámara. Hoy en día, los investigadores informan de la construcción de una nueva lente que tiene un potencial para convertirse en uno de los mejores de la historia. Las cosas siguen siendo muy borrosas, y todavía no hay signos de que el círculo, el "momento dipolar eléctrico" del electrón esté menos centrado perfectamente.
Crédito de la imagen: APS / Alan Stonebraker
El experimento que los científicos usan para enfocar esta lente pretendida consiste en un ion especial, el hafnio pesado del elemento pegado al flúor, atrapado en un vacío. Estas moléculas actúan como una versión de física de partículas que gira, que los investigadores manipulan con láser dentro de un campo eléctrico y magnético. Ellos tratan de medir cuánto los tops se tambalean cambiando los campos y usan los datos para calcular la asimetría, el "momento dipolar eléctrico". Ellos publicaron sus resultados recientemente en la revista Physical Review Letters.
Algunos teóricos a quienes hablé no involucrados en el experimento estaban especialmente entusiasmados con este nuevo método. El físico Timo Fleig de la Université Paul Sabatier en Francia dijo en un correo electrónico que estableció importantes restricciones en teorías físicas que esperan resolver los problemas no resueltos por el Modelo Estándar. Y el profesor Stefan Knecht de ETH Zurich en Suiza le dijo a Gizmodo que estaba entusiasmado con el panorama. Estos experimentos y sus futuras iteraciones requerirán algunos aportes de la teoría de la física que aún no existen, dijo.
"Es como un ciclo mutuo", dijo Knecht. "La teoría ayudó a los experimentos y ahora los experimentos han alcanzado tales altas sensibilidades que exigen una mejor entrada de la teoría para obtener aún más el límite superior del momento dipolar del electrón."
Esta no es la mejor medición del momento dipolar de los electrones, que va a la colaboración de ACME, que obtuvo un poco mejor en 2014. Pero la nueva medición confirmó la antigua con un enfoque "radicalmente diferente" y la ciencia es sin resultados si no se pueden reproducir. Además de eso, el equipo tiene varias ideas para hacer su medición aún más sensible para acercarse aún más a ese límite del Modelo Estándar, como usar un tipo diferente de ion.
Los investigadores todavía están ordenados de magnitud lejos de confirmar experimentalmente el límite superior del momento eléctrico del dipolo eléctrico. Pero con estos nuevos experimentos, como los de JILA y ACME Collaboration, se acercan cada vez más.
With a little help from Google Translate for Business