Medidas de precisión de la constante de estructura fina. Una comparación de medidas. “0” en el gráfico es el valor recomendado por CODATA 2014. Los puntos verdes son de experimentos de retroceso de fotones; los rojos son del electrón g mi - 2 medidas. El recuadro es una vista de cerca de las tres medidas inferiores. Las barras de error indican una incertidumbre de 1 segundo. StanfU, Universidad Stanford; UWash, Universidad de Washington; LKB, Laboratoire Kastler Brossel; HarvU, Universidad Harvard. Crédito: Ciencias (2018). DOI:10.1126 / science.aap7706
Un equipo de investigadores de la Universidad de California y el Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley ha realizado una medición ultraprecisa de la constante de estructura fina, y al hacerlo, han encontrado evidencia que arroja dudas sobre la teoría de los fotones oscuros. En su artículo publicado en la revista Ciencias , el grupo describe su proceso de medición y lo que encontraron al usarlo.
La constante de estructura fina es un número que caracteriza la fuerza de la fuerza de las interacciones electromagnéticas entre partículas cargadas, como los que están involucrados en evitar que los electrones viajen fuera de sus átomos. Hasta ahora, se ha derivado utilizando las propiedades magnéticas de los electrones y cálculos que todavía se consideran teóricos. Como señalan los investigadores, Las mediciones más precisas permiten probar el modelo estándar de física de partículas. Con ese fin, buscaron medir la constante a través de medios más directos.
Para lograr esta hazaña, apuntaron un láser a los átomos de cesio-133 (interferometría de ondas de materia) para forzarlos a una superposición cuántica y luego observaron de cerca lo que sucedió entre ellos mientras se relajaban de nuevo a su estado natural. La interferencia que ocurrió, el equipo informa, revelaron la velocidad a la que viajaban los átomos cuando eran golpeados por el láser; usaron ese número para determinar la constante de estructura fina. Afirman que su trabajo ha permitido calcular la constante de estructura fina en más de una parte por mil millones.
Los investigadores informan que el número que determinaron coincide estrechamente con la teoría, que ofrece cierta confirmación de las teorías que sugieren que los electrones no están formados por más pequeños, partículas desconocidas. Pero también arroja dudas sobre las teorías que rodean la existencia de fotones oscuros.
Fotones oscuros la teoría ha sugerido, son partículas casi idénticas a los fotones, pero tener masa. También pueden interactuar con otras partículas. Si se pudiera encontrar prueba de su existencia, reforzaría las teorías sobre la materia oscura en general, porque la teoría de la materia oscura sugiere que serían los portadores de fuerza. En el lado brillante, porque el número que extrajeron fue cercano al teorizado, pero no exacto, todavía hay espacio para que otras teorías de partículas expliquen la discrepancia.
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