El equilibrio entre materia y antimateria en nuestro Universo es un enigma grandioso que los físicos han estado luchando por resolver durante muchas décadas. Ahora, al estudiar cuidadosamente los diminutos electrones, los científicos han encontrado una manera de marcar las i.
En 1897, el físico J. Thomson descubrió una partícula conocida como electrón. Desde entonces, los científicos han estado luchando por encontrar una respuesta a una pregunta muy interesante: ¿la forma de un electrón es realmente una bola perfecta? Según lo que sabemos hoy sobre estas partículas, este es realmente el caso. En una entrevista con Futurism, Mordecai-Mark McLow, astrofísico del Museo Americano de Historia Natural, lo expresó con mucha delicadeza. Según él, los electrones son redondos "dentro del error de medición". Desafortunadamente, para los físicos, este conocimiento no es tanto una respuesta como una serie completa de preguntas aún más complejas.
Esfericidad de los electrones: acalorado debate
norte
Según el modelo físico estándar del universo, después del Big Bang, debería haber contenido cantidades iguales de materia y antimateria. La interacción de estas dos sustancias conduce inevitablemente a la aniquilación mutua debido a la llamada explosión de fotones. Según esta lógica, el universo en su estado actual simplemente no puede existir y, sin embargo, vemos evidencia de lo contrario.
Como resultado, los científicos están buscando cualquier signo de asimetría en la proporción de materia y antimateria que pueda explicar por qué la primera sustancia es muchas veces más que la segunda. Si los electrones fueran grumosos, solo aproximadamente esféricos, esto podría dar a los físicos la pista que necesitan. Pero, por desgracia, aparentemente su forma es perfecta. Sin embargo, los investigadores de JILA han demostrado un nuevo método para estudiar la forma de los electrones que puede ayudar a detectar las distorsiones deseadas.
La esencia del nuevo enfoque, como todo lo ingenioso, es bastante simple. Si el electrón tuviera un momento dipolar eléctrico (EDM), esto indicaría su forma no esférica. Anteriormente, en la búsqueda de EDM, los científicos estudiaron electrones en "haces" de átomos y moléculas específicos. Desafortunadamente, el movimiento del haz limita la cantidad de tiempo que se pueden medir los electrones, y puede ser debido a este factor que las observaciones no han mostrado ningún signo de EDM hasta ahora.
El equipo de investigación de JILA adoptó un enfoque diferente. En lugar de estudiar los electrones en una corriente de partículas neutras, aislaron los iones moleculares de un compuesto inorgánico conocido como fluoruro de hafnio utilizando un campo eléctrico giratorio. En lugar de simplemente volar hacia el espacio, como en el caso de un rayo, los iones comenzaron a describir pequeños círculos. Esto permitió a los científicos rastrear el movimiento de los electrones durante 0,7 segundos, ¡1000 veces más que en todos los experimentos anteriores!
Video promocional:
Fenómenos misteriosos
La confirmación o refutación de la forma redonda de los electrones puede parecer insignificante, pero el mismo hecho de estudiar las características de los electrones juega un papel muy importante. En la actualidad, la creencia predominante es que independientemente del movimiento del tiempo, las leyes físicas siguen siendo inviolables. Pero si los científicos encuentran un EDM distinto de cero, cambiará la comprensión de los niveles fundamentales de la física y, potencialmente, ayudará a resolver el gran misterio sobre el equilibrio de materia y antimateria, al cual debemos nuestra propia existencia.
Ahora, después de probar con éxito la viabilidad de su método, los científicos comenzarán a mejorarlo. El investigador principal, Eric Cornell, ya le dijo a Science que los investigadores creen que podrán aumentar la sensibilidad y, por lo tanto, la precisión de sus mediciones en un orden de magnitud en solo unos pocos años.
Otros grupos también están trabajando en proyectos similares para medir la esfericidad de los electrones. Por ejemplo, un equipo de Harvard y Yale confía en que el año que viene podrán reducir el error de sus cálculos 20 veces. Los físicos del Imperial College creen que los métodos existentes, si se utilizan correctamente, harán cálculos 1.000 veces más precisos, eliminando una serie de teorías controvertidas centradas en el potencial electroerosión por electrones. Y si finalmente se prueba su forma ideal, los físicos tendrán que buscar la respuesta a uno de los misterios más asombrosos del universo en otro lugar.
Vasily Makarov
