Bosquejo de la configuración de la trampa. La torre de trampas incluye dos trampas de almacenamiento separadas (ST-I, ST-II), la trampa de medición (MT) y una trampa de referencia (RT) para la monitorización del campo magnético, que actualmente no se utiliza. Los iones se crean in situ mediante un mini-EBIT. Al transportar los iones entre las trampas de almacenamiento y el MT, se minimiza el tiempo entre mediciones sucesivas. Circuitos de detección superconductores individuales para el protón (azul) y para el ión de carbono (rojo), permiten mediciones en configuraciones de campo electrostático idénticas y, por lo tanto, garantizan la posición y el campo magnético idénticos. Crédito:arXiv:1706.06780 [physics.atom-ph]
(Phys.org) —Un equipo internacional de investigadores ha desarrollado una nueva forma de medir la masa de un protón y ha descubierto que la partícula es aproximadamente 30 mil millonésimas de un por ciento menos de lo que se pensaba anteriormente. El grupo ha escrito un documento que describe su proceso y resultados y lo ha subido al servidor de preimpresión. arXiv .
Por un tiempo, la masa atómica de un protón ha sido una medida estándar aceptada que se utiliza para calcular otras propiedades físicas. Ahora, parece que los investigadores pueden tener que volver a examinar algunas de esas entidades, ya que la medición más precisa jamás realizada de la masa de un protón muestra menos masa de lo que se creía.
En este nuevo esfuerzo, los investigadores dispararon un haz de electrones a un átomo objetivo seleccionado mantenido en una cámara de vacío refrigerada, liberando un protón. Luego, el grupo pudo aislar el protón en una trampa de Penning, que es un dispositivo que crea un campo magnético y electrónico. Dentro de la trampa el protón se movía en círculos; medir su velocidad permitió a los investigadores calcular su masa, que fue 1.007 276 466 583 (15) (29) unidades de masa atómica. Los 15 entre paréntesis representaron la incertidumbre estadística y los 29 que siguieron representaron la incertidumbre sistemática.
El grupo informa que su técnica fue tres veces más precisa que cualquier otra técnica utilizada hasta la fecha.
Otros han notado que realizar mediciones más precisas de protones y otras partículas podría explicar algunos de los grandes misterios de la física, como por qué se ha descubierto que el radio de un protón es más pequeño de lo que sugiere la teoría. o por qué hay más materia que antimateria. También podría ayudar a los esfuerzos de investigación que exploran las aparentes discrepancias entre protones y antiprotones.
El grupo de investigación ha dejado en claro sus planes para seguir perfeccionando su técnica de medición:su objetivo es mejorar la medición de un protón en un factor de seis. Mientras tanto, si otros son capaces de reproducir el trabajo del equipo, la nueva medición podría incluirse en el CODATA más reciente, que está programado para publicarse en unos pocos meses.
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