Confirman que los electrones son extremadamente redondos

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El resultado profundiza el misterio detrás de por qué hay más materia que antimateria en el universo.

Los electrones son muy, muy redondos.

Una nueva medición confirma la forma esférica de la partícula subatómica a un nivel récord de exactitud.

Esa redondez casi perfecta profundiza el misterio detrás de cómo el universo se llenó de materia en lugar de su contraparte, la antimateria.

Cualquier asimetría en la forma del electrón, es decir, la distribución de la carga eléctrica de la partícula, apuntaría a una asimetría relacionada en las leyes de la naturaleza, que podría explicar esta característica del cosmos.

La medición, de una propiedad conocida en jerga física como el momento dipolar eléctrico del electrón, es dos veces más precisa que la mejor medición anterior de la forma del electrón.

“No creo que Guinness rastree esto, pero si lo hicieran, tendríamos un nuevo récord mundial”, dice la física Tanya Roussy de la Universidad de Colorado Boulder.

La nueva medida es tan precisa que, si un electrón fuera del tamaño de la Tierra, cualquier asimetría en su forma tendría que estar en una escala más pequeña que un átomo.

Para medir la forma de la partícula, Roussy y sus colegas observaron si los electrones giraban en un campo eléctrico.

Si los electrones no fueran redondos sino ligeramente ovoides, un campo eléctrico ejercería un par de torsión sobre ellos, como si la gravedad volcara un huevo parado de punta.

Para ver ese par, el equipo buscó cambios en los niveles de energía de las moléculas de fluoruro de hafnio cargadas eléctricamente.

Cualquier torque en los electrones le daría a las moléculas diferentes niveles de energía dependiendo de la dirección en la que se orientara el “huevo” en relación con un campo eléctrico.

Los investigadores no encontraron diferencias en los niveles de energía de las moléculas, lo que confirma la redondez del electrón.

En su nivel más básico, los electrones son partículas puntuales, sin tamaño ni forma definidos.

Pero en la teoría cuántica de campos, se puede pensar que los electrones están rodeados de partículas “virtuales” temporales que aparecen y desaparecen, dando a cada electrón un halo esférico de carga eléctrica.

Si se descubriera que ese halo tiene solo una forma levemente ovalada, eso podría indicar cómo el universo se desequilibró hacia la materia.

El Big Bang debería haber creado materia y antimateria en partes iguales: las dos son imágenes especulares entre sí, con cargas eléctricas opuestas.

Pero la materia en nuestro universo es común mientras que la antimateria es escasa.

Los físicos teóricos han sugerido que la existencia de ciertas partículas subatómicas podría haber inclinado la balanza hacia la materia.

Si esas partículas existen, también aparecerían y desaparecerían transitoriamente alrededor del electrón, de tal manera que lo harían oblongo.

Tales partículas serían tan masivas y, por lo tanto, requerirían tanta energía para producirlas, que no serían detectables ni siquiera en el acelerador de partículas más grande del mundo, el Gran Colisionador de Hadrones cerca de Ginebra.

Eso hace que los estudios sensibles de la redondez del electrón sean una prueba importante para los físicos de partículas.

Y tales experimentos están preparados para mejorar aún más, probando partículas de masas aún mayores, dice el físico David DeMille de la Universidad de Chicago, uno de los científicos detrás de la mejor medición anterior de la redondez del electrón.

Por ahora, el nuevo resultado no muestra rastro de partículas ocultas, lo que deja sin resolver el misterio de cómo la materia se impuso.

Y eso, dice DeMille, “nos deja con la pregunta de qué hay ahí fuera”.

Fuente: ScienceNews