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Una Medición más Precisa del Momento Magnético del Protón

El conocimiento preciso de las propiedades del protón, como su masa (radio de carga, y momento magnético, tiempo de vida), pone parámetros para cálculos precisos en la electrodinámica cuántica. Mientras que el modelo estándar tiene dificultades para dar una comprensión concreta de la naturaleza del protón y de sus características, la teoría de Haramein, por el contrario, funciona sorprendentemente bien.

Utilizando la geometría y la lógica puras, el modelo del protón de Schwarzschild (Schwarzschild Proton) y el de la masa holográfica del protón (Holographic mass of the proton) están dando una visión precisa de la naturaleza, la dinámica y los valores de las propiedades del protón, como la masa o el momento magnético anómalo. Sin embargo, las mediciones siguen siendo clave para mejorar los conocimientos actuales y confrontar los modelos existentes.  Hace unos meses, la medición del radio de carga del protón ha llamado la atención con un artículo que contribuye a resolver la discrepancia en las mediciones del radio de carga del protón. Este problema, llamado el rompecabezas del radio del protón, se debía a la diferencia entre los resultados obtenidos con el hidrógeno muónico y los medidos con el hidrógeno electrónico. Recientemente se han obtenido más datos sobre el momento magnético del protón.

Cuando el protón se coloca en un campo magnético, experimenta torsión o torque. El torque ejercido produce entonces un cambio en el momento angular que es perpendicular a ese momento angular, lo que hace que el momento magnético precese alrededor de la dirección del campo magnético en lugar de establecerse en la dirección del campo magnético. Este fenómeno se denomina precesión de Larmor.

El protón actúa como si fuera una entidad única con un momento angular intrínseco. Se trata de un momento magnético nuclear que produce interacciones magnéticas con su entorno. Las mediciones de alta precisión de estas propiedades son esenciales para investigar simetrías fundamentales como la simetría CPT (carga, paridad y reversión del tiempo). Podría aportar una información esencial para comprender la asimetría bariónica observada en nuestro universo, que no puede explicarse mediante el Modelo Estándar de la física de partículas y la cosmología.

Para avanzar en la física de partículas, necesitamos o bien instalaciones de alta energía o bien mediciones superprecisas. Con nuestro trabajo estamos tomando el segundo camino, y esperamos en el futuro hacer experimentos similares con antiprotones utilizando la misma técnica. Esto nos permitirá comprender mejor, por ejemplo, la estructura atómica.

Configuración y ciclo de medición. (A) Campo magnético en el eje con la botella magnética en la trampa de análisis. (B) Corte seccional a través de los electrodos cilíndricos de cobre del sistema de trampas dobles de Penning. Cada trampa está conectada a detectores para medir las frecuencias propias de los protones. (C) Diagrama de flujo del ciclo de medición.

El equipo dirigido por Georg Schneider informó sobre una medición directa de alta precisión del momento magnético del protón. El resultado, µp = 2,79284734462 (±0,00000000082) µN, tenía una precisión fraccional de 0,3 partes por billón. Mejoró la mejor medición anterior en un factor de 11, y es coherente con el valor actualmente aceptado. Esto se logró con el uso de una técnica optimizada de trampa doble de Penning. Siempre que se pueda realizar una medición similar del momento magnético del antiprotón, este resultado permitirá comprobar la simetría fundamental entre materia y antimateria en el sector bariónico a un nivel muy preciso.

"De cara al futuro, utilizando esta técnica, podremos realizar mediciones igualmente precisas del antiprotón en el experimento BASE del CERN, y esto nos permitirá buscar más pistas de por qué no hay antimateria en el universo actual".

Andreas Mooser del Institut für Physik de Alemania.

Continúe leyendo en: https://phys.org/news/2017-11-physicists-precise-proton-magnetic-moment.html

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