El experimento ALICE en el Gran Colisionador de Hadrones LHC en el CERN 1 ha realizado una medición precisa de la diferencia entre las proporciones de la masa y la carga eléctrica de los núcleos y antinúcleos de luz. El resultado, publicado hoy en Física de la naturaleza el enlace es externo, confirma una simetría fundamental de la naturaleza con una precisión sin precedentes para los núcleos de luz. Las mediciones se basan en las habilidades del experimento ALICE para rastrear e identificar partículas producidas en colisiones de iones pesados de alta energía en el LHC.
La colaboración de ALICE ha medido la diferencia entre las relaciones de masa a carga para deuterones un núcleo de protones o hidrógeno, con un neutrón adicional y antideuterones, así como para los núcleos de helio-3 dos protones más un neutrón ynúcleos antihelio 3. Las mediciones en el CERN, más recientemente por el experimento BASE link is external, ya han comparado las mismas propiedades de los protones y antiprotones con alta precisión. El estudio de ALICE lleva esta investigación más allá, ya que prueba la posibilidad de sutilesdiferencias entre la forma en que los protones y los neutrones se unen en los núcleos en comparación con la forma en que sus contrapartes antipartículas forman antinúcleos.
"Las mediciones de ALICE y de BASE se han realizado con las energías más altas y más bajas disponibles en el CERN, en el LHC y el Antiproton Decelerator, respectivamente", dijo el Director General del CERN, Rolf Heuer. "Esta es una ilustración perfecta deldiversidad en el programa de investigación del laboratorio "
La medición de ALICE que compara las relaciones masa-carga en deuterones / antideuterones y en helio-3 / antihelio-3 confirma la simetría fundamental conocida como CPT en estos núcleos de luz. Esta simetría de la naturaleza implica que todas las leyes dela física es la misma bajo la inversión simultánea de cargas conjugación de carga C, reflejo de coordenadas espaciales transformación de paridad P e inversión de tiempo T. El nuevo resultado, que llega exactamente 50 años después del descubrimiento del antideuterón en el CERN yen los EE. UU., mejora las mediciones existentes en un factor de 10-100.
El experimento ALICE registra colisiones de iones de plomo de alta energía en el LHC, lo que le permite estudiar la materia a temperaturas y densidades extremadamente altas. Las colisiones de iones de plomo proporcionan una fuente abundante de partículas y antipartículas, y los núcleos y los antinúcleos correspondientes sonproducido a tasas casi iguales. Esto permite a ALICE hacer una comparación detallada de las propiedades de los núcleos y antinúcleos que se producen más abundantemente. El experimento realiza mediciones precisas de la curvatura de las pistas de partículas en el campo magnético del detector y del tiempo de las partículasde vuelo, y utiliza esta información para determinar las relaciones de masa a carga para los núcleos y antinúcleos.
"La alta precisión de nuestro detector de tiempo de luz, que determina el tiempo de llegada de partículas y antipartículas con una resolución de 80 picosegundos, asociada con la medición de pérdida de energía proporcionada por nuestra cámara de proyección de tiempo, nos permite mediruna señal clara para los deuterones / antideuterones y helio-3 / antihelio-3 en un amplio rango de impulso ", dijo el portavoz de ALICE, Paolo Giubellino.
Las diferencias medidas en las relaciones de masa a carga son compatibles con cero dentro de las incertidumbres estimadas, de acuerdo con las expectativas de simetría CPT. Estas medidas, así como las que comparan protones con antiprotones, pueden limitar aún más las teorías que van más alláEl modelo estándar existente de partículas y las fuerzas a través de las cuales interactúan.
Notas
1. CERN, la Organización Europea para la Investigación Nuclear, es el laboratorio líder mundial en física de partículas. Tiene su sede en Ginebra. En la actualidad, sus estados miembros son Austria, Bélgica, Bulgaria, la República Checa, Dinamarca, Finlandia,Francia, Alemania, Grecia, Hungría, Israel, Italia, Países Bajos, Noruega, Polonia, Portugal, Eslovaquia, España, Suecia, Suiza y el Reino Unido. Rumanía es candidata a la adhesión. Serbia es miembro asociado en la etapa previaa la membresía. Pakistán y Turquía son miembros asociados. India, Japón, la Federación de Rusia, los Estados Unidos de América, la Unión Europea, JINR y la UNESCO tienen la condición de observadores.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por CERN . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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