Científicos de la Universidad de Colorado han establecido las restricciones más estrictas hasta el momento sobre el tamaño potencial de la separación de las cargas eléctricas dentro de un electrón, o su momento dipolar eléctrico (EDM).
Si bien no significa que sepamos cuál es ese tamaño o si realmente existe, podría ayudar a eliminar ideas que explican por qué el Universo no es solo un espacio vacío.
Ese misterio se refiere al equilibrio de la materia y la antimateria en el Universo: partículas con propiedades muy similares pero que son imágenes especulares en formas específicas, incluido su estado de carga. El problema es este: el modelo estándar de la física de partículas predice cantidades iguales de materia y antimateria a nuestro alrededor, lo que no parece ser el caso.
No solo eso, sino que las partículas de materia y antimateria se aniquilan entre sí, por lo que es un milagro que hayamos superado el Big Bang. Por lo tanto, se deduce que el modelo estándar está parcialmente incompleto y que existen otras partículas e interacciones de partículas que aún no hemos descubierto.
Esto nos lleva de vuelta al EDM permanente del electrón. Esta medida puede ayudar en el descubrimiento de la materia faltante porque indica una ruptura de la simetría, que tal vez la materia y la antimateria no son lo suficientemente opuestas como para anularse por completo.
“El desequilibrio de materia y antimateria en nuestro Universo proporciona una motivación convincente para buscar partículas no descubiertas que violen la simetría de paridad de carga”. escribir los investigadores en su artículo publicado.
“Presentamos la medición más precisa hasta el momento del EDM usando electrones confinados dentro de iones moleculares, sujetos a un enorme campo eléctrico intramolecular y evolucionando coherentemente por hasta 3 segundos”.
Esta configuración experimental increíblemente compleja incluido campos magnéticos, láseres, microondas y campos de radiofrecuencia para controlar y medir cuidadosamente los electrones. En última instancia, el límite superior del EDM se fijó unas 2,4 veces más alto que antes y alrededor de mil millones de veces más grande que el previsto por el modelo estándar.
Esencialmente, un EDM muestra una separación de carga: que la carga de un electrón no es un único punto perfectamente centrado. pero un poco estirado. En ese espacio adicional, podríamos encontrar las respuestas de por qué hemos terminado con más materia que antimateria y por qué estas partículas opuestas no se han cancelado entre sí.
En términos técnicos, esto representa una simetría del tiempo violación (TSV). Por lo general, en física, presionar rebobinar en un proceso simplemente parece una inversión de la actividad que avanza en el tiempo. Deben verse iguales en todos los aspectos, haciendo que el tiempo sea simétrico.
Se produce una infracción cuando algún aspecto ahora se ve diferente al revés. Si bien existen ejemplos conocidos de violaciones de la simetría temporal, ninguno es lo suficientemente significativo como para explicar el predominio de un tipo de materia sobre otro.
El EDM de un electrón sería una firma de violación de la simetría del tiempo y, si es lo suficientemente grande, podría explicar el desajuste en la materia y su gemelo ‘invertido’.
El misterio aún no está resuelto, pero nos estamos acercando a una explicación al buscar la más pequeña de las asimetrías que podrían haber sido clave, y conocer el EDM permanente del electrón a un nivel preciso será crucial en eso.
La investigación ha sido publicada en Ciencia.