Acabamos de obter a medição mais precisa de uma propriedade de uma partícula de todos os tempos: WebCuriosos
O Modelo Padrão da física de partículas é o nosso melhor palpite atual sobre como são os projetos da matéria. De todas as suas previsões, nenhuma é tão precisa quanto o momento magnético do elétron.
Não só é previsto com precisão, como está entre os medido com mais precisão das propriedades de qualquer partícula. E embora estes dois valores estejam próximos, eles não se sobrepõem totalmente, fornecendo dicas tentadoras de uma nova física.
Aproximando-se do valor exato do momento magnético eletrônico – simplificando, a força com que um eletrão se comporta como um pequeno íman – poderá um dia desbloquear uma maior compreensão dos blocos de construção da física e de como eles interagem.
Agora, físicos da Universidade de Harvard e da Universidade Northwestern ampliaram ainda mais os limites dessa precisão. Seus experimentos recentes produziram um valor preciso de 0,13 em 1 trilhão.
“O novo valor é 2,2 vezes mais preciso e consistente com aquele que vigorou durante 14 anos”, escrevem os investigadores no seu relatório. artigo publicado.
“Nossa determinação e o cálculo do Modelo Padrão são precisos o suficiente para um teste 10 vezes mais preciso.”
Para obter o novo valor do momento magnético do elétron, a equipe de pesquisa suspendeu um único elétron em uma câmara altamente controlada conhecida como Armadilha de pening.
Depois de resfriar a câmara perto do zero absoluto, a equipe conseguiu usar um campo magnético para medir o “saltos quânticos” entre os níveis de energia, sem interferir no seu estado quântico e prejudicar as observações.
As equações do Modelo Padrão fornecem uma maneira de calcular algo chamado constante de estrutura fina. Aproximadamente equivalente a 1/137, é fundamental para a força eletromagnética que une os átomos, tornando-se um grande negócio na física.
Estas mesmas equações prevêem o momento magnético electrónico com um nível de precisão tão impressionante que a sua medição em laboratório se tornou um teste definitivo da capacidade do Modelo Padrão de reflectir a realidade.
Por algum tempo, as medições do momento magnético eletrônico permaneceram um pouco maior do que o que o Modelo Padrão prevê uma partícula carregada e pontual, produzindo uma anomalia atraente implorando para ser resolvida.
Estes novos resultados têm uma margem de erro dez vezes menor do que esta discrepância, sugerindo fortemente uma física desconhecida.
Ajustando previsões e resultados experimentais poderia fornecer valores que sugerem a existência de novas partículas ou tipos de interações que ainda não conhecemos.
Os pesquisadores já têm ideias de como melhorar a medição, representada como μ/μB (a comparação de um valor com o Ímã Bohr), ainda mais. Isso nos deixa cada vez mais perto de finalmente completar o Modelo Padrão da física de partículas.
“Melhorias muito maiores na precisão de μ/μB agora parecem viáveis, dada a demonstração de aparelhos mais estáveis, estatísticas melhoradas e incertezas melhor compreendidas,” escrevem os pesquisadores.
A pesquisa foi publicada em Cartas de revisão física.
