Ajustan el valor de la constante de estructura fina
(NC&T) El conocimiento más preciso del valor de esa constante ayudará a los científicos e ingenieros a mejorar sus diseños de dispositivos electrónicos y a obtener detalles más profundos del funcionamiento del universo.
La labor de cálculo ha sido realizada por el físico Gerald Gabrielse y sus colegas en la Universidad de Harvard.
Los electrones constituyen la parte más externa de cada átomo. Cuando son separados de sus átomos, los electrones constituyen la electricidad que fluye a través de todas las máquinas eléctricas.
Estudiando un electrón individual aislado de cualquier otra partícula, los científicos pueden eliminar las complicaciones que resultan de medir un único objeto demasiado pequeño para ser visto, incluso con los microscopios más potentes. Los científicos de Harvard lograron condiciones extraordinarias de aislamiento para su electrón individual. En primer lugar, el interior de su aparato trampa fue vaciado hasta quedar libre de casi todas las otras partículas, estableciendo un vacío comparable al que existe en el espacio interplanetario. Y en el interior se logró una temperatura extraordinariamente fría: el aparato se enfrió a meras millonésimas de grado sobre el cero absoluto, una temperatura mucho más fría que la existente en la superficie de Plutón.
El electrón aislado y la jaula que lo rodea constituyen una especie de átomo gigantesco. Las fuerzas eléctricas y magnéticas combinadas mantienen atrapado al electrón en su órbita circular. Además de este movimiento circular, el electrón se bambolea de arriba abajo en dirección vertical, la dirección del campo magnético.
Los circuitos utilizados para activar los electrodos que mantienen al electrón centrado en la trampa son tan sensibles que el sistema sabe cuándo el electrón se está bamboleando más, y cuándo se está acercando a uno de los electrodos. Un efecto de realimentación que usa fuerzas eléctricas y magnéticas combinadas proporcionadas por electrodos y bobinas, se usa para restringir el movimiento del electrón. Esto permite que su energía sea medida con gran precisión.
Midiendo tan meticulosamente las propiedades del electrón, los físicos pudieron mejorar el cálculo de la constante de estructura fina. El nuevo valor para la constante es ligeramente más pequeño que el mejor valor anterior (lo que revela, entre otras cosas, que los átomos están un poco más "sueltos") y es seis veces más exacto.
El trabajo con la trampa especial de electrones ha tomado más de veinte años.
|
