Física

El protón es más pequeño de lo que se creía


(NC&T) Los núcleos de los átomos están formados por protones y neutrones, alrededor de los cuales orbitan los electrones. Estos tres elementos (protones, neutrones y electrones) constituyen prácticamente toda la materia de la Tierra. Mientras que el electrón se considera como una partícula "sin tamaño", el protón, que está compuesto de quarks, es un objeto con tamaño específico. Hasta ahora, sólo dos métodos se han utilizado para medir su radio. Basándose en el estudio de las interacciones entre un protón y un electrón, ambos métodos se centran en las colisiones entre uno y otro o sobre el átomo de hidrógeno (constituido por un electrón y un protón). El valor obtenido y que es el utilizado por los físicos, es 0,877 (+ / - 0,007) femtómetros.

Para determinar el radio de los protones con mayor precisión, el equipo de físicos, incluyendo a François Nez del Laboratorio Kastler Brossel (ENS París / UPMC / CNRS), utilizó "hidrógeno muónico", en el que se sustituye el electrón por un muón, una partícula elemental, con carga negativa.

Un muón con carga negativa es 200 veces más pesado que un electrón. Por lo tanto, de acuerdo con las leyes de la física cuántica, debería moverse 200 veces más cerca del protón de lo que lo hace un electrón de hidrógeno "normal". El muón es "mucho más sensible" al tamaño del protón que un electrón; por lo tanto, permite a los científicos determinar el radio del protón de una manera mucho más precisa (con un 0,1 por ciento de precisión) que las mediciones en las que se utilizan electrones (alrededor del 1 por ciento de precisión).

Después de varias series de mediciones, los investigadores obtuvieron un valor inesperado para el radio del protón. De hecho, este resultado difiere mucho del obtenido con electrones. Equivale a 0,8418 femtómetros (+ / - 0,0007) en vez de los 0,877 femtómetros obtenidos con las mediciones que utilizan electrones.

Esta diferencia es demasiado grande para ser atribuida a errores de medición, y el equipo de científicos está ahora tratando de explicar la discrepancia.





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