Physical Review Letters<\/a>, los f\u00edsicos aplicaron electrones a un contenedor de \u00e1tomos de helio para llevar los n\u00facleos de helio a un estado excitado, lo que provoc\u00f3 que el n\u00facleo se hinchara temporalmente, como un pecho que inhala. El equipo encontr\u00f3 que la respuesta de los protones y neutrones en el n\u00facleo al haz de electrones divergi\u00f3 significativamente de lo que predice la teor\u00eda, lo que confirma las conclusiones extra\u00eddas de los experimentos realizados hace d\u00e9cadas. La nueva investigaci\u00f3n demuestra que este desajuste es real, no un artefacto de incertidumbre experimental. En cambio, parece que los cient\u00edficos simplemente no tienen una comprensi\u00f3n lo suficientemente firme de la f\u00edsica de baja energ\u00eda que gobierna las interacciones entre las part\u00edculas en el n\u00facleo.<\/p>\n\n\n\nEl n\u00facleo de helio consta de dos protones y dos neutrones. Las ecuaciones que describen el comportamiento del n\u00facleo de helio se utilizan para todo tipo de materia nuclear y de neutrones, por lo que resolver la discrepancia podr\u00eda ayudarnos a comprender otros fen\u00f3menos ex\u00f3ticos, como las fusiones de estrellas de neutrones.<\/p>\n\n\n\n
La discrepancia entre la teor\u00eda y el experimento se hizo evidente por primera vez en 2013 despu\u00e9s de los c\u00e1lculos del n\u00facleo de helio dirigidos por Sonia Bacca, entonces en el acelerador de part\u00edculas nacional TRIUMF de Canad\u00e1 y ahora profesora en la Universidad Johannes Gutenberg de Mainz, y coautora del nuevo estudio. Bacca y sus colegas utilizaron t\u00e9cnicas mejoradas para calcular c\u00f3mo se comportan los protones y neutrones en un n\u00facleo de helio cuando son excitados por un haz de electrones, lo que arroj\u00f3 cifras que divergieron significativamente de los datos experimentales. Sin embargo, los datos experimentales utilizados para la comparaci\u00f3n se remontan a la d\u00e9cada de 1980 y se registraron con grandes incertidumbres en las mediciones.<\/p>\n\n\n\n
El autor principal del nuevo estudio, Simon Kegel, un f\u00edsico nuclear que estudi\u00f3 el n\u00facleo de helio para su tesis doctoral en la Universidad Johannes Gutenberg de Maguncia, en Alemania, se\u00f1al\u00f3 que las instalaciones actuales de su universidad podr\u00edan realizar estas mediciones con una precisi\u00f3n muy alta. “Pensamos, si puedes hacerlo un poco mejor, al menos deber\u00edamos intentarlo”, dijo a Live Science.<\/p>\n\n\n\n
Mejor pero peor
<\/strong>La interacci\u00f3n principal que mantiene unidas a las part\u00edculas en el n\u00facleo se llama fuerza fuerte, pero una gran cantidad de efectos que se derivan de los matices de estas interacciones complican los c\u00e1lculos de c\u00f3mo interact\u00faan estas part\u00edculas. Los te\u00f3ricos hab\u00edan simplificado el problema utilizando la “teor\u00eda del campo efectivo” (EFT), que aproxima las muchas fuerzas que act\u00faan sobre las part\u00edculas, al igual que un archivo jpeg aproxima todos los datos en un archivo de imagen sin comprimir. La versi\u00f3n mejorada de EFT brinda una mejor aproximaci\u00f3n de los efectos que complican los modelos de las interacciones fuertes en el n\u00facleo. Sin embargo, cuando los investigadores analizaron los n\u00fameros, encontraron que las predicciones te\u00f3ricas se desviaron a\u00fan m\u00e1s de los fen\u00f3menos observados que las aproximaciones m\u00e1s crudas.<\/p>\n\n\n\nPara verificar cu\u00e1nto de la discrepancia podr\u00eda atribuirse a la incertidumbre experimental, Kegel y el equipo de Maguncia utilizaron la instalaci\u00f3n del acelerador de electrones MAMI en la Universidad para disparar un haz de electrones a un contenedor de \u00e1tomos de helio con electrones. Los electrones golpean los n\u00facleos de helio en un estado excitado descrito como un monopolo isoescalar. “Imagina el n\u00facleo como una esfera que cambia su radio, se hincha y se encoge, manteniendo la simetr\u00eda esf\u00e9rica”, dijo Bacca a Live Science por correo electr\u00f3nico.<\/p>\n\n\n\n
Dos par\u00e1metros mejoraron la precisi\u00f3n de las mediciones: la densidad de los \u00e1tomos de helio en el contenedor y la intensidad del haz de electrones de baja energ\u00eda. Ambos podr\u00edan ajustarse a valores muy altos en las instalaciones de la Universidad de Maguncia, dijo Kegel.<\/p>\n\n\n\n
Antes de que terminaran de analizar los datos, estaba claro que este nuevo conjunto de datos no iba a resolver el problema. Los cient\u00edficos a\u00fan no conocen la fuente de la discrepancia entre la teor\u00eda y el experimento. Pero Bacca sugiri\u00f3 que “piezas faltantes o mal calibradas de las interacciones” puede ser la causa.<\/p>\n\n\n\n
Una vez que el nuevo Acelerador Superconductor de Recuperaci\u00f3n de Energ\u00eda (MESA) de Maguncia entre en funcionamiento en 2024, producir\u00e1 haces de electrones de \u00f3rdenes de magnitud de mayor intensidad que el acelerador actual, aunque todav\u00eda a las bajas energ\u00edas requeridas para este tipo de experimento. Esto contrasta con los aceleradores como el Gran Colisionador de Hadrones, que compiten por rayos de mayor energ\u00eda para descubrir nuevas part\u00edculas ex\u00f3ticas en el otro extremo del espectro energ\u00e9tico. No obstante, las intensidades m\u00e1s altas de MESA permitir\u00e1n mediciones de mayor precisi\u00f3n y una vista a\u00fan m\u00e1s detallada de la frontera de baja energ\u00eda del modelo est\u00e1ndar.<\/p>\n\n\n\n
Fuente: Live Science<\/a>.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"Uno de los elementos m\u00e1s simples de la naturaleza est\u00e1 dando a los cient\u00edficos un gran dolor de cabeza despu\u00e9s de que una nueva investigaci\u00f3n muestra que los protones y neutrones en los \u00e1tomos de helio no se comportan como la teor\u00eda sugiere que deber\u00edan. El desajuste entre las predicciones te\u00f3ricas de c\u00f3mo se comportan […]<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[4],"tags":[],"class_list":["post-37925","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-fisica"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/einsteresante.com\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/37925","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/einsteresante.com\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/einsteresante.com\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/einsteresante.com\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/einsteresante.com\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=37925"}],"version-history":[{"count":11,"href":"https:\/\/einsteresante.com\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/37925\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":37936,"href":"https:\/\/einsteresante.com\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/37925\/revisions\/37936"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/einsteresante.com\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=37925"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/einsteresante.com\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=37925"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/einsteresante.com\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=37925"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}