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Las partículas subatómicas no aumentan de peso

Posted by keithcoors_00 en 17 julio, 2008


A diferencia de la mayoría de nosotros, partículas subatómicas no ganan peso a medida que envejecen. La masa de estos diminutos pedazos de materia se ha mantenido constante en los últimos 6 millones de años, indican recientes observaciones astronómicas.

Lo creas o no, sino si un electrón fue más ligero o más pesado en el pasado es una cuestión de importancia fundamental. Variaciones de masas de partículas y otras así llamadas constantes de la naturaleza, como la velocidad de la luz, pueden ayudar a explicar el misterio de la energía oscura y determinar si existen las dimensiones ocultas.

“Algunos teóricos afirman que las constantes físicas han variado a lo largo del tiempo”, dijo Christian Henkel del Instituto Max Planck de Radioastronomía en Bonn, Alemania. “Esto es algo que forma parte del modelado del universo.”

Henkel y sus colegas han puesto nuevos límites a las ondulantes constantes. Al observar la absorción de ondas de radio por las moléculas en el universo temprano, los investigadores han demostrado que la masa entre dos partículas – el protón y el electrón – no ha cambiado desde su valor actual de más de 2 partes por millón.

Los resultados, reportados en un reciente número de la revista Science, pone en entredicho las mediciones anteriores que afirman haber visto variaciones de esta masa.

Inhalación de amoníaco

Henkel comenzó a estudiar la posible variación en las constantes después de que él y algunos colegas detectaron amoníaco en una galaxia “a medio camino en todo el universo”, dijo. Ese objeto lejano ofrece un vistazo al pasado, porque la luz que vemos ahora abandonó la galaxia miles de millones de años atrás.

Era la primera vez que esta molécula se había visto tan lejos. El equipo identificó el amoníaco por su absorción de las ondas de radio de un brillante objeto llamado Quasar, situado detrás de la galaxia. Sólo más tarde se dio cuenta de que esta absorción podía proporcionar información acerca de la física fundamental en el universo primitivo.

“El amoníaco es una molécula con una estructura muy especial,” Henkel explicó. Tiene el aspecto de una pirámide (tetraedro) con tres átomos de hidrógeno formando la base y un átomo de nitrógeno en la parte superior.

Aunque la mayoría de otras moléculas giran más rápido cuando absorben la energía de las ondas de radio, el amoníaco cambia su estado adentro hacia fuera, con el nitrógeno cambiando de por encima de los hidrógenos a la parte de abajo.

Este desdoblamiento depende en gran medida de la relación entre la masa del protón y el electrón. Sabiendo esto, el equipo de Henkel comparó sus datos sobre el amoníaco con los de otras moléculas en la misma galaxia y encontraron que la absorción de amoníaco no ha cambiado significativamente desde el valor que se espera que tenga.

La implicación es que, tanto ahora como hace 6 millones de años, los protones pesan aproximadamente 1836 veces más que los electrones.

Un mundo cambiante

“Es un resultado sorprendente, pero estoy seguro de que hicieron un trabajo minucioso”, dijo Wim Ubachs de la Universidad de Vrije en Amsterdam, Holanda.

Ubachs fue uno de los astrónomos que escribió un informe de investigación en 2006 afirmando que había observado un cambio (20 partes por millón) en la relación de masas protón-electrón. El experimento fue similar a la actual estudio, pero en este caso la molécula era de hidrógeno.

En valor nominal, las dos observaciones están en desacuerdo, pero Ubachs señaló que los resultados de su grupo corresponden a una época mucho más temprana, más de 11.5 millones de años atrás.

Es posible que la relación de masas haya cambiado entre las dos mediciones. De hecho, hay teorías que proponen que las constantes fundamentales han variado después del Big Bang, pero luego se mantuvieron una vez que la energía oscura (una hipotética forma de energía que produce una fuerza que se opone a la gravedad) comenzó la aceleración de la expansión del universo alrededor de 6 millones de años atrás. Algunos de estos modelos sostienen que la energía oscura es de alguna manera responsable de las variaciones en las constantes. Otros, sobre la base de la teoría de cuerdas, asumen que las dimensiones espaciales extra (más allá de los tres que podemos ver) la causa la fluctuación de los valores de estas constantes.

Para comprobar alguna de estas salvajes ideas serán necesarios mucho más datos, ambos Henkel y Ubachs tienen observaciones recientes que se encuentran en proceso de ser analizadas.

“Esperamos que los próximos resultados arrojarán más luz sobre la cuestión, que es muy intrigante de hecho,” dijo Ubachs.

Por Michael Schirber
Traducción: KC
Especial para SPACE.com

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