Un equipo de investigación de Bochum ha determinado el tamaño de los neutrones de una manera más directa que nunca. corrigiendo así supuestos previos.

El tamaño de los neutrones no se puede medir directamente:solo se puede determinar a partir de experimentos con otras partículas. Si bien estos cálculos se han realizado hasta ahora de una manera muy indirecta utilizando medidas antiguas con átomos pesados, un equipo del Instituto de Física Teórica de la Ruhr-Universität Bochum (RUB) ha adoptado un enfoque diferente. Combinando sus cálculos muy precisos con mediciones recientes en núcleos ligeros, los investigadores han llegado a una metodología más directa. Sus resultados, que difieren significativamente de los anteriores, son descritos por los investigadores encabezados por el profesor Evgeny Epelbaum en la revista Cartas de revisión física .

Neutrones y protones, conjuntamente denominados nucleones, forman núcleos atómicos y, por lo tanto, se encuentran entre las partículas más comunes de nuestro universo. Los propios nucleones consisten en quarks y gluones que interactúan fuertemente y tienen una estructura interna compleja, cuya comprensión precisa es objeto de una investigación activa. Una de las propiedades fundamentales de los nucleones es su tamaño determinado por la distribución de carga. "Dentro, hay regiones de carga positiva y negativa que, cuando se toman juntos, dar como resultado una carga total cero para el neutrón, ", explica Evgeny Epelbaum." El radio del neutrón se puede considerar como la extensión espacial de la distribución de carga. Por tanto, determina el tamaño de los neutrones ".

Método indirecto

Hasta la fecha, las determinaciones de esta cantidad se basaron en experimentos de dispersión con neutrones de energía extremadamente baja en una capa de electrones de átomos pesados ​​como el bismuto. "Los investigadores dirigirían un haz de neutrones de este tipo hacia un objetivo de isótopos pesados ​​que transportan muchos electrones y determinarían cuántos neutrones atravesaron, ", dice el físico de Bochum, el Dr. Arseniy Filin. Esto permitió extraer el tamaño de los neutrones". Este es un método muy indirecto, " él dice.

En su proyecto actual, el grupo ha determinado por primera vez el radio de carga de neutrones de los núcleos atómicos más ligeros. En un estudio teórico, han logrado calcular el radio deuterón con gran precisión. El deuterón es uno de los núcleos atómicos más simples y consta de un protón y un neutrón. Dado que los dos nucleones del deuterón están relativamente separados, el deuterón resulta ser mucho más grande que sus dos componentes. "Nuestra predicción precisa del radio deuterón, combinado con mediciones espectroscópicas de alta precisión de la diferencia de radio deuterón-protón, arrojó un valor para el radio de neutrones que es aproximadamente 1,7 desviaciones estándar de las determinaciones anteriores, ", concluye el Dr. Vadim Baru del Instituto Helmholtz de Radiación y Física Nuclear de la Universidad de Bonn. En consecuencia, el valor previamente asumido para el tamaño de un neutrón debe corregirse.