Hay algunos valores numéricos que definen las propiedades básicas de nuestro universo. Son tal como son, y nadie puede decir por qué. Estos incluyen, por ejemplo, el valor de la velocidad de la luz, la masa del electrón,o las constantes de acoplamiento que definen la fuerza de las fuerzas de la naturaleza.
Una de estas constantes de acoplamiento, la "constante de acoplamiento de vector axial débil" abreviada a gA, ahora se ha medido con una precisión muy alta. Esta constante es necesaria para explicar la fusión nuclear en el sol, para comprender la formación de elementos en brevedespués del Big Bang, o para comprender experimentos importantes en física de partículas. Con la ayuda de sofisticados experimentos de neutrones, el valor de la constante de acoplamiento gA ahora se ha determinado con una precisión del 0,04%. El resultado se ha publicado en la revista "PhysicalRevisar cartas "
cuando las partículas cambian
Hay cuatro fuerzas fundamentales en nuestro universo: electromagnetismo, fuerza nuclear fuerte y débil y gravedad. "Para calcular estas fuerzas, tenemos que conocer ciertos parámetros que determinan su fuerza, y especialmente en el caso de interacción débil, estoes un asunto complicado ", dice el profesor Hartmut Abele, del Instituto de Física Atómica y Subatómica de TU Wien Viena. La interacción débil juega un papel crucial cuando ciertas partículas se transforman en otras, por ejemplo, cuando dos protones se fusionan en unnúcleo en el sol y uno de ellos se convierte en un neutrón. Para analizar tales procesos, debe conocerse la "constante de acoplamiento débil del vector axial" gA.
Ha habido diferentes intentos de medir gA. "Sin embargo, para algunos de ellos se requirieron correcciones sistemáticas. Los principales factores perturbadores pueden cambiar el resultado hasta en un 30%", dice Hartmut Abele.
El profesor Dirk Dubbers desarrolló un principio de medición diferente llamado "PERKEO" en la década de 1980 en Heidelberg. Hartmut Abele ha estado involucrado en el trabajo de los detectores PERKEO durante muchos años, él mismo ha desarrollado "PERKEO 2" como parte desu tesis doctoral. Trabaja junto con su ex alumno Prof. Bastian Märkisch de TU Munich y Torsten Soldner del Institut Laue-Langevin en Grenoble para mejorar significativamente la medición. Con "PERKEO 3", ahora se han llevado a cabo nuevas mediciones en Grenoble,muy por encima de todos los experimentos anteriores en términos de precisión.
El detector PEREKO analiza los neutrones, que se descomponen en protones y emiten un neutrino y un electrón. "Esta emisión de electrones no es perfectamente simétrica", explica Hartmut Abele. "Por un lado, se emiten unos pocos electrones más que por el otro -- eso depende de la dirección de giro del neutrón ". El detector PERKEO utiliza fuertes campos magnéticos para recoger los electrones en ambas direcciones y luego los cuenta. De la fuerza de la asimetría, es decir, la diferencia en el número de electrones en las dos direcciones, se puede deducir directamente el valor de la constante de acoplamiento gA.
Del Big Bang al CERN
En muchas áreas de la física moderna, es muy importante conocer el valor preciso de la constante de acoplamiento gA: aproximadamente un segundo después del big bang, comenzó la "nucleosíntesis primordial", formando los primeros elementos. La proporción de elementos creados enese tiempo depende entre otras cosas de gA. Estos primeros segundos de nucleosíntesis determinan la composición química del universo actual. Además, el gran misterio de la relación entre la materia oscura y la materia ordinaria está relacionado con esta constante de acoplamiento. Por último, perono menos importante, es crucial para aumentar la precisión de los experimentos a gran escala, como las colisiones de partículas en el CERN.
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Materiales proporcionado por Universidad Tecnológica de Viena . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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