Los científicos miden la masa del protón con precisión de registro

Los investigadores midieron la masa del protón en 1,007276466583 unidades de masa atómica - tres veces más preciso que el valor actualmente aceptado.


Miden la masa del protón con precisión de registro
Los científicos usaron una trampa de partículas y un detector nuevos para medir la masa de un protón con una precisión récord. Foto de CC / Pixabay

Por Brooks Hays, para United Press International | 21 de julio de 2017


21 de julio (UPI) - Un equipo de científicos de Alemania y Japón han registrado la medición más precisa de la masa de un protón.

Los investigadores lograron la hazaña atrapando un protón en un detector de partículas único súper sensible desarrollado en el Laboratorio de Simetrías Fundamentales Ulmer de RIKEN en Japón.

El protón es un componente importante en los núcleos atómicos. Así, la cuantificación de su masa es un componente esencial de la física de partículas. La masa del protón influye en el movimiento de los electrones, que orbitan alrededor del núcleo. Las trayectorias de los electrones de un átomo determinan las longitudes de onda de la luz absorbida y reemitida por el átomo, que define la firma espectral de un elemento.

Además, una medida más precisa de la masa de un protón podría ayudar a los físicos de partículas a comprender mejor la relación entre el protón y el antiprotón y, a su vez, la relación entre la materia y la antimateria.

Las llamadas trampas Penning utilizadas por los investigadores son capaces de atrapar partículas individuales, incluyendo un protón, utilizando una combinación de campos eléctricos y magnéticos.

Una vez dentro de la trampa Penning, el protón oscila. Diferentes partículas oscilaron y diferentes frecuencias, y estas frecuencias se pueden medir y utilizar para calcular la masa de la partícula.

Para lograr una lectura precisa de los registros, los científicos usaron un isótopo de carbono con una masa de 12 unidades de masa atómica como control para comparación.

"Primero almacenamos un protón y un ion de carbono en compartimientos separados de nuestro aparato Penning, luego transportamos cada uno de los dos iones en el compartimiento central de medición y medimos su movimiento", dijo el investigador Sven Sturm en un comunicado de prensa.

"Nos permitió medir el protón en idénticas condiciones como el ion de carbono a pesar de su masa de aproximadamente 12 veces menor y 6 veces menor carga", dijo el científico de RIKEN Andreas Mooser.

Los investigadores midieron la masa del protón en 1,007276466583 unidades de masa atómica - tres veces más preciso que el valor actualmente aceptado.

Los investigadores describieron su hazaña en la revista Physical Review Letters.

"En el futuro, almacenaremos un tercer ion en nuestra torre de la trampa", dijo el investigador Florian Köhler-Langes. "Al medir simultáneamente el movimiento de este ion de referencia, seremos capaces de eliminar la incertidumbre que se origina de las fluctuaciones del campo magnético".


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