Nueva Confirmación del Valor Muónico del Radio del Protón

El conocimiento preciso del radio del protón es esencial, no sólo para comprender su estructura. Así, el estudio del átomo de hidrógeno ha sido el núcleo del desarrollo de la física moderna.

En 2013, este radio se extrajo de la espectroscopia láser del hidrógeno muónico (μp). Un hidrógeno muónico es un protón orbitado por un muón, que es una partícula subatómica elemental similar al electrón pero 207 veces más pesada. Fue un avance cuando el resultado mostró un valor para el radio de carga del protón que era significativamente menor, en cuatro desviaciones estándar, que las determinaciones anteriores utilizando hidrógeno regular. Esta discrepancia y su origen han atraído mucha atención en la comunidad científica, con implicaciones para el llamado Modelo Estándar de la física.

Desde entonces, el radio de carga del protón rp ha sido objeto de debate debido a que el valor muy preciso de la espectroscopia láser del exótico átomo de hidrógeno muónico (µp) es pequeño. Esta precisión del resultado del radio muónico se debe a que la órbita del muón es ~200 veces más pequeña que la órbita del electrón en el H, lo que da lugar a una influencia de siete órdenes de magnitud mayor de rp en los niveles de energía.

El valor CODATA se obtiene a partir de una combinación de 24 mediciones de frecuencias de transición en el H y deuterio y varios resultados de la dispersión elástica de electrones.

 

Este año se ha realizado una nueva medición del radio del protón utilizando un haz criogénico de átomos de H. El equipo del profesor Thomas Udem midió la frecuencia de transición 2S-4P en el H, lo que permitió obtener los valores del radio de protón rp = 0,8335(95) femtómetros. Su valor es 3,3 desviaciones estándar combinadas más pequeño que los datos anteriores del mundo en el H, pero está en buen acuerdo con el valor muónico y con la solución de masa holográfica  (holographic mass solution ) propuesta por Nassim Haramein en 2012.

"Nuestra medición es casi tan precisa como todas las mediciones anteriores del hidrógeno regular combinadas. Estamos de acuerdo con los valores del hidrógeno muónico, pero discrepamos en 3,3 desviaciones estándar con los datos del mundo del hidrógeno, tanto para la constante de Rydberg como para el radio del protón. Para encontrar las causas de estas discrepancias, se necesitan mediciones adicionales con una precisión quizás aún mayor. Después de todo, hay que tener en cuenta que muchos nuevos descubrimientos aparecieron primero como discrepancias".

Prof. Thomas Udem, Instituto Max Planck , Alemania

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