La búsqueda continúa. Aún no se han encontrado diferencias en los protones y antiprotones que puedan ayudar a explicar potencialmente la existencia de materia en nuestro universo. Sin embargo, los físicos en la colaboración BASE en el centro de investigación CERN han podido medir el magnetismofuerza de antiprotones con una precisión casi increíble. Sin embargo, los datos no proporcionan ninguna información sobre cómo se formó la materia en el universo temprano ya que las partículas y las antipartículas habrían tenido que destruirse por completo. Las mediciones BASE más recientes revelaron una gran superposición entre los protones.y antiprotones, lo que confirma el Modelo Estándar de física de partículas. En todo el mundo, los científicos están utilizando una variedad de métodos para encontrar alguna diferencia, independientemente de cuán pequeño sea. El desequilibrio de materia y antimateria en el universo es uno de los temas candentes de la física moderna.
La colaboración BASE multinacional en el centro de investigación europeo CERN reúne a científicos del centro de investigación RIKEN en Japón, el Instituto Max Planck de Física Nuclear en Heidelberg, Johannes Gutenberg University Mainz JGU, la Universidad de Tokio, GSI Darmstadt, LeibnizUniversität Hannover y el Instituto Nacional de Metrología de Alemania PTB en Braunschweig. Comparan las propiedades magnéticas de los protones y antiprotones con gran precisión. El momento magnético es un componente esencial de las partículas y puede representarse como aproximadamente equivalente al de una barra en miniaturaimán. El llamado factor g mide la fuerza del campo magnético. "En el fondo, la pregunta es si el antiprotón tiene el mismo magnetismo que un protón", explicó Stefan Ulmer, portavoz del grupo BASE.el acertijo que necesitamos resolver "
La colaboración BASE publicó mediciones de alta precisión del factor g antiprotón en enero de 2017, pero las actuales son mucho más precisas. La medición actual de alta precisión determinó el factor g hasta nueve dígitos significativos. Este es el equivalentede medir la circunferencia de la Tierra con una precisión de cuatro centímetros. El valor de 2.7928473441 42 es 350 veces más preciso que los resultados publicados en enero. "Este aumento tremendoso en un período de tiempo tan corto solo fue posible gracias a un sistema completamente nuevométodos ", dijo Ulmer. El proceso involucró a científicos que usaron dos antiprotones por primera vez y los analizaron con dos trampas Penning.
Antiprotones almacenados un año antes del análisis
Los antiprotones se generan artificialmente en el CERN y los investigadores los almacenan en una trampa de depósito para experimentos. Los antiprotones para el experimento actual se aislaron en 2015 y se midieron entre agosto y diciembre de 2016, lo cual es una sensación pequeña ya que este fue el período de almacenamiento más largo paraantimateria jamás documentada. Los antiprotones generalmente se aniquilan rápidamente cuando entran en contacto con la materia, como en el aire. El almacenamiento se demostró durante 405 días al vacío, que contiene diez veces menos partículas que el espacio interestelar. Se utilizaron un total de 16 antiprotones yalgunos de ellos se enfriaron a aproximadamente cero absoluto o menos 273 grados Celsius.
El nuevo principio utiliza la interacción de dos trampas Penning. Las trampas usan campos eléctricos y magnéticos para capturar los antiprotones. Las mediciones anteriores estaban severamente limitadas por una inhomogeneidad magnética ultra fuerte en la trampa Penning. Para superar esta barrera, ellos científicos agregaron una segunda trampa con un campo magnético altamente homogéneo. "Por lo tanto, utilizamos un método desarrollado en la Universidad de Mainz que creó una mayor precisión en las mediciones", explicó Ulmer. "La medición de antiprotones fue extremadamente difícil y habíamos estado trabajando en ello durantediez años. El avance final llegó con la idea revolucionaria de realizar la medición con dos partículas. "Se midió la frecuencia del larmor y la frecuencia del ciclotrón; en conjunto, forman el factor g.
El factor g determinado para el antiprotón se comparó luego con el factor g para el protón, que los investigadores de BASE habían medido con la mayor precisión previa ya en 2014. Al final, sin embargo, no pudieron encontrar ninguna diferencia entre el2. Esta consistencia es una confirmación de la simetría de CPT, que establece que el universo está compuesto de una simetría fundamental entre partículas y antipartículas ". Todas nuestras observaciones encuentran una simetría completa entre la materia y la antimateria, por lo que el universo no debería realmenteexiste ", explicó Christian Smorra, primer autor del estudio." Debe existir una asimetría aquí en algún lugar, pero simplemente no entendemos dónde está la diferencia. ¿Cuál es la fuente de la ruptura de la simetría? "
Los científicos de BASE ahora quieren usar mediciones de precisión aún más altas de las propiedades de protones y antiprotones para encontrar una respuesta a esta pregunta. La colaboración de BASE planea desarrollar métodos innovadores en los próximos años y mejorar los resultados actuales.
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Materiales proporcionados por Johannes Gutenberg Universitaet Mainz . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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