viernes, 30 de septiembre de 2016

¿Qué pasa contigo protón? (II)

En la entrada anterior (¿Qué pasa contigo protón? (I)) hablamos sobre el rompecabezas del radio del protón, el llamado "proton radius puzzle". Contamos que este problema surgió en 2010, cuando un equipo de científicos (Pohl et al.), al medir mediante espectroscopía láser la diferencia de energía entre los estados 2P y 2S del átomo de hidrógeno muónico, obtuvieron para el radio del protón un valor muy preciso pero que estaba en desacuerdo con el calculado anteriormente a partir de experimentos de dispersión de electrones por protones y de espectroscopía de hidrógeno electrónico. Y este desacuerdo era un problema porque la diferencia entre los resultados superaba en varias veces la incertidumbre de los datos. En esta entrada vamos a entrar en algunos detalles de la historia que comienza algunos años antes.

martes, 13 de septiembre de 2016

¿Qué pasa contigo protón? (I)


El protón es una partícula que forma parte de toda la materia visible que está a nuestro alrededor. Sabemos que los objetos se componen de átomos y que los núcleos de los átomos contienen protones. 
Es una partícula con carga eléctrica positiva y de un tamaño del orden de fentómetros (1 fm = $10^{-15}$ m), diminuta pero no puntual, ya que tiene estructura interna. Y precisamente una estructura interna muy compleja que, de momento, no acabamos de comprender.
El protón es un hadrón, es decir, una partícula que siente la interacción fuerte porque se compone de quarks. En principio, de quarks y de gluones. Los quarks, por ahora, son partículas puntuales que sienten la interacción fuerte (una de las interacciones que existen en la naturaleza además de la débil, la electromagnética y la gravitatoria) y los gluones son las partículas que transmiten dicha interacción, los mediadores de la fuerza. Pero, además, el protón contiene fotones y esto no es tenido en cuenta en algunos de los cálculos que hacen los físicos teóricos.