Un nuevo estudio sugiere que muchas partículas pesadas teorizadas, si es que existen, no tienen las propiedades necesarias para explicar el predominio de la materia sobre la antimateria en el universo.
Si se confirma, los hallazgos forzarían revisiones significativas a varias teorías prominentes que se presentan como alternativas al Modelo Estándar de física de partículas, que se desarrolló a principios de la década de 1970. Investigadores de Yale, Harvard y Northwestern University realizaron el estudio, que fue publicado17 de octubre en el diario Naturaleza .
El descubrimiento es una ventana a la naturaleza alucinante de partículas, energía y fuerzas a escalas infinitesimales, específicamente en el reino cuántico, donde incluso un vacío perfecto no está realmente vacío. Si ese vacío se encuentra entre estrellas o moléculas, numerosos experimentos han demostrado que cualquier vacío se llena con cada tipo de partícula subatómica, y sus contrapartes de antimateria, constantemente apareciendo y desapareciendo.
Un enfoque para identificarlos es observar más de cerca la forma de los electrones, que están rodeados de partículas subatómicas. Los investigadores examinan pequeñas distorsiones en el vacío alrededor de los electrones como una forma de caracterizar las partículas.
El nuevo estudio informa el trabajo realizado con el experimento Advanced Cold Molecule Electron Dipole Moment ACME, un esfuerzo de colaboración para detectar el momento dipolar eléctrico EDM del electrón. Un electrón EDM corresponde a una pequeña protuberancia en un extremo delelectrón, y una abolladura en el extremo opuesto.
El Modelo Estándar predice un EDM de electrones extremadamente pequeño, pero hay una serie de preguntas cosmológicas, como la preponderancia de la materia sobre la antimateria después del Big Bang, que han dirigido a los científicos en la dirección de partículas más pesadas,fuera de los parámetros del Modelo Estándar, eso estaría asociado con un EDM de electrones mucho más grande. "El Modelo Estándar hace predicciones que difieren radicalmente de sus alternativas y ACME puede distinguirlas", dijo David DeMille, quien dirige el grupo ACME en Yale."Nuestro resultado le dice a la comunidad científica que debemos repensar seriamente esas teorías alternativas".
De hecho, el Modelo Estándar predice que las partículas que rodean a un electrón aplastarán su carga muy ligeramente, pero este efecto solo sería notable a una resolución mil millones de veces más precisa que la observada por ACME. Sin embargo, en los modelos que predicen nuevos tipos de partículas,- como la supersimetría y las grandes teorías unificadas - se esperaba ampliamente una deformación en la forma con el nivel de precisión de ACME.
"Un electrón siempre lleva consigo una nube de partículas fugaces, distorsiones en el vacío a su alrededor", dijo John Gillaspy, director del programa de física atómica, molecular y óptica de la National Science Foundation NSF, que ha financiado elLa investigación de ACME durante casi una década: "Las distorsiones no se pueden separar de la partícula misma, y sus interacciones conducen a la forma final de la carga del electrón".
ACME utiliza un proceso único que consiste en disparar un haz de moléculas frías de óxido de torio ThO, un millón de ellas por pulso, 50 veces por segundo, en una cámara del tamaño de un escritorio grande.
Dentro de esa cámara, los láseres orientan las moléculas y los electrones dentro, ya que se elevan entre dos placas de vidrio cargadas dentro de un campo magnético cuidadosamente controlado. Los investigadores de ACME observan la luz que emiten las moléculas cuando son dirigidas por un conjunto de láseres de lectura cuidadosamente ajustados.La luz proporciona información para determinar la forma de la carga del electrón.
Al controlar unas tres docenas de parámetros, desde el ajuste de los láseres hasta el momento de los pasos experimentales, ACME logró una mejora de detección de 10 veces sobre el poseedor del récord anterior: el experimento de 2014 de ACME. Los investigadores de ACME dijeron que esperan alcanzar otros 10-mejora la mejora de la precisión en futuras versiones del experimento.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Yale . Original escrito por Jim Shelton. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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