Los libros de texto actuales a menudo se refieren a la fuerza de Lorentz-Maxwell gobernada por la carga eléctrica. Pero rara vez se refieren a la extensión de esa teoría necesaria para explicar la fuerza magnética en una partícula puntual. Para partículas elementales, como muones o neutrinos, la fuerza magnética aplicada a tales cargas es única e inmutable. Sin embargo, a diferencia de la carga eléctrica, la fuerza de la fuerza magnética no se cuantifica. Para que la fuerza magnética actúe sobre ellos, el campo magnético debe ser no homogéneo. Por tanto, esta fuerza es más difícil de comprender en el contexto de partículas cuya velocidad se aproxima a la velocidad de la luz.

Es más, Nuestra comprensión de cómo se mueve una partícula puntual que lleva una carga en presencia de un campo magnético no homogéneo se basaba hasta ahora en dos teorías que se creía que eran diferentes. El primero proviene del estudio de William Gilbert sobre el magnetismo elemental en el siglo XVI, mientras que el segundo depende de las corrientes eléctricas de André-Marie Ampère. En un nuevo estudio recién publicado en EPJ C, los autores Johann Rafelski y colegas de la Universidad de Arizona, ESTADOS UNIDOS, logró resolver esta ambigüedad entre las formas de fuerza magnética ameperiana y gilbertiana. Su solución permite caracterizar la interacción de partículas cuya velocidad se aproxima a la velocidad de la luz en presencia de campos electromagnéticos no homogéneos.

En el nuevo estudio, los autores presentes, por primera vez, una visión importante de cómo la no homogeneidad del campo magnético afecta la dinámica de giro de las partículas, llamado precesión de espín. Ningún trabajo previo ha reconocido la necesidad de hacer que la forma del par magnético sea consistente con la forma de la fuerza magnética; el par se hizo consistente solo con la fuerza de Lorentz-Maxwell.

Este avance permite cuantificar el impacto de la no homogeneidad del campo en el experimento de precisión. Busca resolver una discrepancia en la comprensión de las correcciones de campo cuántico al momento magnético del muón, una partícula elemental a la que a menudo se hace referencia como "electrón pesado".

Estos hallazgos se pueden aplicar al estudio de los neutrinos, abriendo la puerta a reinos más allá del modelo estándar de física de partículas. Rafelski y sus colegas muestran que la fuerza magnética puede ser grande para partículas cuya velocidad es muy cercana a la velocidad de la luz.