La Medida Milagrosa del Muon
Nuevos descubrimientos sobre una partícula elemental podrían conducir a una 'fiebre del oro' de nueva física.
Nuevos resultados importantes provienen de un experimento realizado en el anillo Muon g-2 en el Laboratorio Nacional Acelerador Fermi en las afueras de Chicago.
FOTO: REIDAR HAHN / FERMILAB / ASSOCIATED PRESSEl físico ganador del Premio Nobel Frank Wilczek explora los secretos del cosmos. Lea las columnas anteriores aquí .
El 7 de abril, el mundo de la física se sorprendió en una gloriosa confusión por dos anuncios de una nueva medición y un nuevo cálculo del momento magnético del muón, publicados en las revistas Physical Review Letters y Nature. Los nuevos resultados, precisos al nivel de una parte por mil millones, son el producto de colaboraciones de varios años de grandes grupos de físicos en instituciones de todo el mundo. Podrías pensar que el trabajo de realizar mediciones y cálculos tan precisos es tan aburrido como la ciencia se pone, pero puede hacer que suceda la magia.
Los muones son partículas elementales que en varios aspectos fundamentales se parecen a los electrones más familiares; por ejemplo, ambos llevan exactamente la misma cantidad de carga eléctrica. Pero hay dos grandes diferencias: los muones son aproximadamente 200 veces más pesados que los electrones y son inestables, con una vida media de aproximadamente dos microsegundos.
A medida que avanzan las partículas exóticas, los muones son extraordinariamente fáciles de usar. Son fáciles de producir en grandes cantidades con aceleradores de alta energía. Y aunque un microsegundo puede no parecer mucho tiempo, los muones de movimiento rápido pueden viajar un largo camino antes de expirar, dejando huellas fácilmente detectables. Aunque a menudo se da por sentado, el hecho de que podamos hablar de “la” masa y “el” momento magnético del muón, cuando en la práctica tomamos muestras de millones de partículas diferentes, es tan profundo como asombroso. Las mediciones de precisión hasta ahora refuerzan nuestra confianza en que todos los muones, como todos los electrones, tienen exactamente las mismas propiedades.
Los muones están girando constantemente, como dicen los físicos, tienen un "giro", que es clave para muchos aspectos de su comportamiento. Si un muón está expuesto a un campo magnético, su eje de rotación gira alrededor de la dirección de ese campo, de manera similar a como el eje de una peonza inclinada gira alrededor de la vertical. Este movimiento en forma de peonza se llama precesión. La tasa de precesión de un muón en un campo magnético es igual al producto de la fuerza del campo magnético, algunas constantes físicas conocidas y un número llamado momento magnético.
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