Los electrones son esféricos
Escrito por Redacción Matematicalia   
lunes, 30 de mayo de 2011
Image UN EQUIPO DE INVESTIGADORES EUROPEOS HA LOGRADO MEDIR UN ELECTRÓN DE LA FORMA MÁS PRECISA HASTA LA FECHA Y LOS RESULTADOS HAN DESVELADO UNA FORMA SORPRENDENTEMENTE ESFÉRICA.

EXTRAÍDO DE Cordis

Los investigadores del Imperial College de Londres (Reino Unido) han presentado sus descubrimientos, producto de un experimento de más de una década de duración, en la revista Nature.

Los resultados ponen de manifiesto que el electrón no es una esfera perfecta por menos de 0,000000000000000000000000001 cm. El equipo aseguró que si fuese posible ampliar un electrón hasta el tamaño del sistema solar, al ojo humano aparecería perfectamente esférico y del grosor de un cabello humano.

El equipo de físicos llevó a cabo el trabajo mediante el estudio de electrones en el interior de una molécula denominada fluoruro de iterbio. Utilizaron un láser de alta precisión para medir el movimiento de estos electrones.

Los científicos fueron capaces de detectar que los electrones eran esféricos porque de lo contrario en su movimiento aparecería una vibración característica que desfiguraría la forma del resto de la molécula como si de una peonza desequilibrada se tratara. Al no detectar dicha vibración concluyeron que los electrones tienen forma redonda.

El Dr. Jony Hudson, uno de los autores del estudio del Departamento de Física del Imperial College de Londres, declaró: «Estamos muy satisfechos por haber logrado ampliar el conocimiento de una de las piezas básicas de la materia. Ha sido una medición muy complicada de lograr, pero este conocimiento nos permitirá mejorar nuestras teorías sobre física fundamental. A la gente le puede sorprender que las teorías físicas estén "sin acabar", pero en realidad lo que ocurre es que se mejoran y ajustan continuamente mediante mediciones cada vez más precisas como la que se acaba de lograr

Este estudio avanza hacia la solución de uno de los grandes misterios de la física: cómo y por qué existe una predominancia de materia frente a antimateria. La escuela de pensamiento más extendida en la actualidad entre los físicos mantiene que durante el Big Bang se creó tanta antimateria como materia. Pero desde que el científico Paul Dirac predijera por primera vez en 1928 la existencia de antimateria -una sustancia elusiva que se comporta de la misma manera que la materia salvo que posee una carga eléctrica opuesta- sólo se ha descubierto en cantidades mínimas en fuentes de rayos cósmicos y algunas sustancias radioactivas.

Averiguar si existen depósitos de antimateria y en caso afirmativo dónde se encuentran es el objetivo principal de la investigación en este campo. La comunidad científica trata de explicar esta falta de antimateria mediante una búsqueda de diferencias minúsculas entre el comportamiento de la materia y la antimateria que todavía no han sido observadas por nadie.

Los científicos del Imperial College de Londres confían que, ya que la versión antimateria del electrón cargado negativamente es el antielectrón con carga positiva, también conocido como positrón, si se conoce la forma del electrón se podrá obtener más información sobre el comportamiento de los positrones y las posibles diferencias entre el comportamiento de la materia y la antimateria. La siguiente fase de su investigación se centrará en este aspecto.

El profesor Edward Hinds, Director del Centro de Materia Fría del Imperial College de Londres y coautor del estudio, comentó en relación a las implicaciones de su trabajo que: «El mundo al completo está creado en su práctica totalidad de materia normal con mínimas trazas de antimateria. Los astrónomos han observado el borde del Universo visible e incluso ellos ven sólo materia, nada de grandes cúmulos de antimateria. Los físicos no saben qué ha sido de toda la antimateria, pero esta investigación puede ayudar a confirmar o descartar algunas explicaciones posibles.»

El equipo está desarrollando métodos nuevos para enfriar las moléculas con las que trabajan hasta que alcancen temperaturas extremadamente bajas y así mejorar aún más sus mediciones sobre la forma del electrón y controlar el movimiento exacto de las moléculas. Esto les permitirá estudiar el comportamiento de los electrones en ellas con mucho mayor detalle que nunca.

Si los científicos hubieran descubierto que los electrones no son esféricos, se habría demostrado que el comportamiento de la antimateria y la materia difiere más de lo que se creía hasta ahora. Esto habría explicado cómo toda la antimateria habría desaparecido del Universo dejando tras de sí sólo materia común.

Más información:

  • Demostrada la forma esférica del electrón, Cordis [27 de mayo de 2011]
  • J. J. Hudson, D. M. Kara, I. J. Smallman, B. E. Sauer, M. R. Tarbutt & E. A. Hinds, Improved measurement of the shape of the electron, Nature. DOI: 10.1038/nature10104 [html]