Una constante física, que es de gran importancia para la investigación básica, ahora se ha vuelto a medir, con mucha mayor precisión que nunca.

Hay algunos valores numéricos que definen las propiedades básicas de nuestro universo. Son como son, y nadie puede decir por qué. Éstos incluyen, por ejemplo, el valor de la velocidad de la luz, la masa del electrón, o las constantes de acoplamiento que definen la fuerza de las fuerzas de la naturaleza.

Una de estas constantes de acoplamiento, la "constante de acoplamiento de vector axial débil" (abreviado como gA), ahora se ha medido con una precisión muy alta. Esta constante es necesaria para explicar la fusión nuclear en el sol, para comprender la formación de elementos poco después del Big Bang, o para comprender experimentos importantes en física de partículas. Con la ayuda de sofisticados experimentos de neutrones, el valor de la constante de acoplamiento gA se ha determinado ahora con una precisión del 0,04 por ciento El resultado se ha publicado ahora en la revista Cartas de revisión física .

Cuando las partículas cambian

Hay cuatro fuerzas fundamentales en nuestro universo:electromagnetismo, fuerza nuclear fuerte y débil, y gravedad. "Para calcular estas fuerzas, tenemos que conocer ciertos parámetros que determinan su fuerza, y especialmente en el caso de interacción débil, este es un asunto complicado, ", dice el profesor Hartmut Abele del Instituto de Física Atómica y Subatómica de TU Wien (Viena). La interacción débil juega un papel crucial cuando ciertas partículas se transforman en otras, por ejemplo, cuando dos protones se fusionan en un núcleo en el sol y uno de ellos se convierte en neutrón. Para analizar dichos procesos, Debe conocerse la "constante de acoplamiento del vector axial débil" gA.

Ha habido diferentes intentos de medir gA. "Para algunos de ellos, sin embargo, se requirieron correcciones sistemáticas. Los principales factores perturbadores pueden cambiar el resultado hasta en un 30 por ciento, "dice Hartmut Abele.

Un principio de medición diferente llamado PERKEO fue desarrollado en la década de 1980 en Heidelberg por el profesor Dirk Dubbers. Hartmut Abele ha estado involucrado en el trabajo de los detectores PERKEO durante muchos años, él mismo ha desarrollado "PERKEO 2" como parte de su tesis. Trabaja junto con su antiguo alumno, el profesor Bastian Märkisch de TU Munich y Torsten Soldner del Institut Laue-Langevin en Grenoble para mejorar significativamente la medición. Con "PERKEO 3, "ahora se han realizado nuevas mediciones en Grenoble, superando con creces todos los experimentos anteriores en términos de precisión.

El detector PEREKO analiza neutrones, que se descomponen en protones y emiten un neutrino y un electrón. "Esta emisión de electrones no es perfectamente simétrica, "explica Hartmut Abele." Por un lado, se emiten algunos electrones más que en el otro, eso depende de la dirección de giro del neutrón ". El detector PERKEO utiliza campos magnéticos fuertes para recolectar los electrones en ambas direcciones y luego los cuenta. A partir de la fuerza de la asimetría, es decir, la diferencia en el número de electrones en las dos direcciones, Entonces se puede deducir directamente el valor de la constante de acoplamiento gA.

Del Big Bang al CERN

En muchas áreas de la física moderna, Es muy importante conocer el valor exacto de la constante de acoplamiento gA:Aproximadamente un segundo después del Big Bang, Comenzó la "nucleosíntesis primordial", formando los primeros elementos. La proporción de elementos creados en ese momento depende (entre otras cosas) de gA. Estos primeros segundos de nucleosíntesis determinan la composición química del universo actual. También, el gran misterio de la relación entre la materia oscura y la materia ordinaria está relacionado con esta constante de acoplamiento. Último, pero no menos importante, es fundamental para aumentar la precisión de los experimentos a gran escala, como colisiones de partículas en el CERN.