Artículo publicado por Kelen Tuttle el 18 de septiembre de 2013 en Symmetry Breaking
Usando una nueva técnica, la
colaboración Q-weak ha hallado que el valor de la fuerza débil encaja
con la teórico – por el momento.
En un análisis inicial de sus datos, la
colaboración Q-weak, con sede en el Laboratorio Jefferson en Virginia,
ha determinado que el valor de la carga débil encaja con lo predicho por
la teoría.
Núcleo atómico Crédito: Argonne National Laboratory
Aunque la fuerza débil, una de las cuatro fuerzas fundamentales de la naturaleza, tiene más fuerza que la gravedad, su nombre se debe a que es efectiva sólo a distancias extremadamente cortas. Si dos partículas están separadas 0,000000000000001 milímetros, sienten la fuerza débil. Más lejos de eso, la fuerza cae en picado.
La fuerza débil es la principal
directora tras la desintegración radiactiva, y es la razón por la que
brillan las estrellas. Dentro de las estrellas como nuestro Sol,
protones y neutrones se fusionan para formar deuterio. Las estrellas
liberan el exceso de energía procedente de esta reacción a través de la
fuerza débil en forma de calor.
Esta investigación ofrece la primera medida de la carga débil dentro del protón.
Experimentos anteriores habían estudiado
la fuerza en partículas más simples, incluyendo el electrón. Al
contrario que en el electrón, una partícula puntual, los protones
constan de tres partículas más pequeñas, conocidas como quarks, lo que
complica el experimento.
Si el valor de la carga débil difiere –
incluso una pequeñísima cantidad – de lo esperado, podría ser una prueba
de partículas aún por descubrir y que influyen en el resultado. O, tal
vez, podría dirigir a los físicos hacia una forma de comprender las
fuerzas fundamentales de la naturaleza como una única fuerza en una
“teoría de la gran unificación”.
Pero “los lectores deberían ver estos
resultados iniciales principalmente como una primera determinación de la
carga débil del protón”, dice el portavoz de la colaboración y
científico del Laboratorio Jefferson, Roger Carlini, en un comunicado de
prensa publicado por el Laboratorio Jefferson. “Con su mayor precisión,
nuestra publicación final se centrará en las implicaciones con respecto
a una potencial nueva física”.
En el experimento Q-weak, en el
Laboratorio Jefferson, los investigadores atacaron hidrógeno líquido –
básicamente, un conjunto de protones – con un haz de electrones cuyos
espines estaban alineados. El equipo midió la tasa a la que se
dispersaban los electrones en ángulos pequeños, y luego compararon esto
con una medida realizadas con la dirección del espín invertido del
electrón.
En un análisis inicial de un pequeño
porcentaje de los datos experimentales de la colaboración, el equipo de
investigación encontró que la carga débil del protón encaja con la
predicha por la teoría.
Carlini dice que el experimento fue muy
complejo y sólo pudo ser posible gracias al haz extremadamente
controlado de electrones polarizados del Laboratorio Jefferson, y a un
sistema de detección diseñado de forma muy inteligente.
Ahora, dice Carlini, la colaboración
analizará todo el conjunto de datos. Debido a que su análisis inicial
usó apenas el 4 por ciento de los datos experimentales de la
colaboración, el análisis final podría mostrar algo ligeramente
diferente.
El artículo científico que describe los resultados ha sido aceptado para su publicación en la revista Physical Review Letters. Hay disponible un borrado en arXiv.
Autor: Kelen Tuttle
Fecha Original: 18 de septiembre de 2013
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