Precisi¨®n de r¨¦cord para la masa del electr¨®n

Un complejo experimento realizado por unos investigadores en Alemania ha dado como resultado una precisi¨®n nunca alcanzada hasta ahora en la medici¨®n de la masa del electr¨®n, la part¨ªcula elemental que rodea el n¨²cleo formando los ¨¢tomos. El valor de la masa del electr¨®n es uno de los par¨¢metros mejor conocido en la f¨ªsica de part¨ªculas. Pero un equipo alem¨¢n ha logrado mejorar en un factor 13 la medida de dicha masa respecto al valor aceptado hasta ahora por el Comit¨¦ de Datos de Ciencia y Tecnolog¨ªa (CODATA), que estaba determinado, desde 2010, con una incertidumbre de tan solo cuatro diezmilmillon¨¦simas, recalcan en su art¨ªculo.

Obviamente es una incertidumbre min¨²scula y da una idea de la asombrosa precisi¨®n experimental que se puede alcanzar en ciencia. Sven Sturn, del Instituto Max Planck, y sus colegas han medido un valor para la masa at¨®mica del electr¨®n de 0,000548579909067 de unidad de masa at¨®mica, definida como un doceavo de la masa del ¨¢tomo de carbono 12, explica la revista Nature donde se da a conocer esta semana el resultado.

Pero la importancia del experimento no se limita a a?adir m¨¢s y m¨¢s decimales en ese valor de la masa de la part¨ªcula en cuesti¨®n. ¡°Un nuevo valor de la masa at¨®mica del electr¨®n es un eslab¨®n en una cadena de medidas que permitir¨¢ poner a prueba el Modelo Est¨¢ndar de f¨ªsica de part¨ªculas con una precisi¨®n superior a una parte por bill¨®n¡±, se?ala Nature. Dicho Modelo Est¨¢ndar, que tan popular se ha hecho con la entrada de su m¨¢s reciente y definitivo integrante, el bos¨®n de Higgs descubierto en el CERN hace un par de a?os, describe las part¨ªculas elementales y las fuerzas de interacci¨®n entre ellas. Y entre las constantes fundamentales del Modelo Est¨¢ndar que le confieren su poder predictivo ¡°destaca la masa del electr¨®n, responsable de la estructura y propiedades de ¨¢tomos y mol¨¦culas¡±, se?alan Sturm y sus colegas. Por ello, recuerdan, determinar su valor con precisi¨®n ha sido un empe?o continuo de los f¨ªsicos en las ¨²ltimas d¨¦cadas.

Pero, adem¨¢s, Edmund G.Myers, de la Universidad del Estado del Florida, apunta que, partiendo de la base de que tanto los c¨¢lculos te¨®ricos como las medidas experimentales sean correctas, ¡°cualquier diferencia entre unos y otras puede apuntar hacia una f¨ªsica m¨¢s all¨¢ del Modelo Est¨¢ndar¡±, es decir, hacia fen¨®menos ignotos e inexplicables con el s¨®lido marco te¨®rico actual, pero que permitir¨ªan abarcar niveles m¨¢s profundos de conocimiento acerca de c¨®mo es y c¨®mo funciona la naturaleza.

El equipo del Instituto de F¨ªsica Nuclear del Max Planck, en Heidelberg, ya veterano en este tipo de investigaciones, se?ala Myers, ha obtenido el nuevo valor de alta precisi¨®n de la masa at¨®mica del electr¨®n midiendo una de estas part¨ªculas elementales enlazada a un ion de referencia (un n¨²cleo de ¨¢tomo de carbono) de masa at¨®mica conocida y aplicando c¨¢lculos te¨®ricos avanzados en el an¨¢lisis de los datos. Han utilizado lo que se denomina trampa de Penning, que permite almacenar part¨ªculas cargadas con una combinaci¨®n de campos magn¨¦tico y el¨¦ctrico.