Científicos buscan medir el momento magnético del protón y antiprotón con una precisión sin precedentes

Procuran determinar si existe diferencia entre ellos. Se trata de una serie de experimentos diseñados para resolver uno de los misterios más profundos de la física de hoy en día, investigadores del Instituto Riken, en Japón, en colaboración con la Universidad de Mainz, el GSI en Darmstadt y el Instituto Max Planck para la Física en Heidelberg, todas ellas instituciones alemanas, han hecho la medición directa más precisa jamás realizada del momento magnético de un protón

El trabajo, publicado en Nature, trata de responder a la pregunta fundamental de por qué existimos. Se cree que el Big Bang hace unos 13.000 millones de años generó cantidades iguales de materia y antimateria, que se aniquilan cuando chocan, y sin embargo, el universo actual parece contener sólo materia.

El trabajo se está llevando a cabo desde muchos frentes para detectar diferencias que explicarían esto y una vía prometedora es comparar los momentos magnéticos de las partículas y sus conjugados de antimateria, ya que incluso una pequeña diferencia podría explicar la asimetría materia-antimateria. Los científicos trabajan en colaboración para medir el momento magnético del protón y antiprotón con una precisión sin precedentes y determinar si existe alguna diferencia.

En el estudio publicado este miércoles, los expertos llegaron a un hito importante al medir el momento directamente en un solo protón con una enorme precisión, basándose en la espectroscopia de una partícula en una trampa de Penning.

El primer autor del artículo, Andreas Mooser, explica que «esta importante cantidad nunca se ha medido directamente y hasta ahora sólo se conocía con una precisión relativa de aproximadamente diez partes por mil millones, gracias a la espectroscopía hiperfina de un MASER (un amplificador de microondas por la emisión estimulada de radiación) en un campo magnético. Sin embargo, esto requiere correcciones teóricas significativas para extraer el momento magnético del protón de la medición».

En el nuevo estudio, los investigadores informan de la primera medición directa de alta precisión del momento magnético del protón con una precisión fraccional de tres partes por mil millones, mejorando la constante fundamental de 42 años de edad por un factor de tres.

Ahora, se puede usar el nuevo método que utiliza una sola partícula en una trampa de Penning directamente para medir el momento magnético del antiprotón, que actualmente se conoce con una precisión relativa de sólo cuatro partes por millón.

 

 

Según el investigador de RIKEN Stefan Ulmer, segundo autor del artículo y portavoz de la colaboración ‘BASE’ en el CERN (Organización Europea para la iInvestigación Nuclear) que tiene por objeto la medición de alta precisión del momento del antiprotón, «el uso del nuevo método permitirá mejorar este valor en al menos un factor de mil, proporcionando una prueba rigurosa de la simetría materia-antimateria».

Fuente: Ciencia Plus. Aportado por Eduardo J. Carletti

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