El tamaño de los neutrones no se puede medir directamente: solo se puede determinar a partir de experimentos con otras partículas. Si bien hasta ahora estos cálculos se han realizado de manera muy indirecta utilizando mediciones antiguas con átomos pesados, un equipo del Instituto de Física Teóricaen Ruhr-Universität Bochum RUB ha adoptado un enfoque diferente. Al combinar sus cálculos muy precisos con mediciones recientes en núcleos de luz, los investigadores han llegado a una metodología más directa.
Sus resultados, que difieren significativamente de los anteriores, son descritos por los investigadores encabezados por el profesor Evgeny Epelbaum en la revista Cartas de revisión física desde 25. febrero 2020.
Los neutrones y protones, denominados conjuntamente nucleones, forman núcleos atómicos y, por lo tanto, se encuentran entre las partículas más comunes en nuestro universo. Los mismos nucleones consisten en quarks y gluones que interactúan fuertemente y tienen una estructura interna compleja, cuya comprensión precisa esEl tema de la investigación activa. Una de las propiedades fundamentales de los nucleones es su tamaño según lo determinado por la distribución de carga. "En el interior, hay regiones de carga positiva y negativa que, en conjunto, dan como resultado una carga total cero para el neutrón", explica EvgenyEpelbaum: "El radio del neutrón puede considerarse como la extensión espacial de la distribución de carga. De este modo determina el tamaño de los neutrones".
Un método muy indirecto
Hasta la fecha, las determinaciones de esta cantidad se basaron en experimentos de dispersión con neutrones de energía extremadamente baja en una capa de electrones de átomos pesados como el bismuto ". Los investigadores dirigirían dicho haz de neutrones hacia un objetivo de isótopos pesados que transportan muchos electrones y determinaríancuántos neutrones pasaron ", dice el físico con sede en Bochum, Dr. Arseniy Filin. Esto permitió extraer el tamaño de los neutrones." Este es un método muy indirecto ", señala el físico.
En su proyecto actual, el grupo ha determinado por primera vez el radio de carga de neutrones a partir de los núcleos atómicos más ligeros. En un estudio teórico, han logrado calcular el radio del deuterón con alta precisión. El deuterón es uno de los átomos atómicos más simplesnúcleos y consiste en un protón y un neutrón. Dado que los dos nucleones en el deuterón están relativamente separados, el deuterón resulta ser mucho más grande que sus dos constituyentes ". Nuestra predicción precisa del radio del deuterón, combinada con espectroscópica de alta precisiónLas mediciones de la diferencia del radio de deuterón-protón arrojaron un valor para el radio de neutrones que es aproximadamente 1.7 desviaciones estándar de las determinaciones anteriores ", concluye el Dr. Vadim Baru del Instituto Helmholtz de Radiación y Física Nuclear de la Universidad de Bonn. En consecuencia,el valor previamente asumido para el tamaño de un neutrón debe corregirse.
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Materiales proporcionado por Ruhr-Universidad Bochum . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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