Los libros de texto actuales a menudo se refieren a la fuerza de Lorentz-Maxwell gobernada por la carga eléctrica. Pero raramente se refieren a la extensión de esa teoría requerida para explicar la fuerza magnética en una partícula puntual. Para partículas elementales, como muones o neutrinos, elLa fuerza magnética aplicada a tales cargas es única e inmutable. Sin embargo, a diferencia de la carga eléctrica, la fuerza de la fuerza magnética no está cuantificada. Para que la fuerza magnética actúe sobre ellas, el campo magnético tiene que ser no homogéneo. Por lo tanto, esta fuerza es más difícil deentender en el contexto de partículas cuya velocidad está cerca de la velocidad de la luz.
Además, nuestra comprensión de cómo una partícula puntual que lleva una carga se mueve en presencia de un campo magnético no homogéneo dependía hasta ahora de dos teorías que se creían diferentes. La primera se deriva del estudio de William Gilbert del magnetismo elemental en el siglo XVI, mientras queel segundo se basa en las corrientes eléctricas de André-Marie Ampère. En un nuevo estudio recién publicado en EPJ C, los autores Johann Rafelski y sus colegas de la Universidad de Arizona, EE. UU., lograron resolver esta ambigüedad entre las formas de fuerza magnética de Ameperian y Gilbert.La solución permite caracterizar la interacción de partículas cuya velocidad es cercana a la velocidad de la luz en presencia de campos electromagnéticos no homogéneos.
En el nuevo estudio, los autores presentan, por primera vez, una visión importante de cómo la no homogeneidad del campo magnético impacta la dinámica de rotación de partículas, llamada precesión de rotación. Ningún trabajo previo ha reconocido la necesidad de hacer que la forma del par magnético sea consistentecon la forma de fuerza magnética: el par se hizo consistente solo con la fuerza de Lorentz-Maxwell.
Este avance permite cuantificar el impacto de la no homogeneidad del campo en el experimento de precisión. Busca resolver una discrepancia en la comprensión de las correcciones de campo cuántico al momento magnético del muón, una partícula elemental a menudo denominada "pesada"electrón."
Estos hallazgos se pueden aplicar al estudio de los neutrinos, abriendo la puerta a reinos más allá del modelo estándar de física de partículas. Rafelski y sus colegas muestran que la fuerza magnética puede ser grande para partículas cuya velocidad está muy cerca de la velocidad de la luz.
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