Massa do electrão determinada com precisão sem precedentes

22-02-2014 16:51

Uma equipa de físicos conseguiu determinar com uma precisão jamais atingida até aqui a massa do electrão, uma constante-chave para a física fundamental. O novo valor, publicado quinta-feira na revista Nature por Sven Sturm, do Instituto Max Planck de Física Nuclear de Heidelberg (Alemanha), e colegas, é 13 vezes mais preciso do que o valor até agora utilizado.

O electrão é mais de 1800 vezes mais leve do que o protão e o neutrão, os outros componentes do átomo, o que torna a determinação da sua massa muito difícil.

Descoberto em 1897 pelo físico britânico Joseph John Thomson, o electrão é um dos mais importantes componentes da matéria. Thomson tinha estimado que era pelo menos mil vezes mais leve do que o ião de hidrogénio (constituído apenas por um protão), o objecto mais leve conhecido na altura. Mas ainda estava longe da conta.

Para expressar a massa dos diminutos objectos físicos que constituem a matéria, os físicos utilizam a unidade de massa atómica, uma medida normalizada definida como 1/12 da massa de um átomo de carbono-12 (uma das formas do carbono).

A principal ferramenta utiliazada pela equipa de Sturm para efectuar as novas medições foi uma “armadilha de Penning”, um dispositivo bem conhecido que combina um campo magnético e um campo eléctrico particulares – e que permite capturar as partículas durante um longo período de tempo de forma a medir as suas propriedades com precisão.

Porém, os cientistas não mediram directamente a massa atómica do electrão. Fizeram-no indirectamente, através de um electrão ligado a um núcleo de carbono, cuja massa atómica é conhecida. E puderam assim calcular que a massa do electrão é 0,000548579909067 unidades de massa atómica.

A equipa estima que o valor que agora obtido é 13 vezes mais preciso do que o valor adoptado em 2010 pelo CODATA (Comité de Dados para a Ciência e Tecnologia), organismo que promove a utilização dos valores mais precisos das constantes físicas.

A este nível de pequenez, o ganho em precisão poderá parecer insignificante. Mas, na realidade representa um elemento muito importante para a física das partículas. “Este resultado vai estar na base de futuras experiências de física fundamental”, dizem os autores.

O novo valor deverá permitir testes mais finos da precisão do “Modelo Padrão” da física das partículas, modelo que explica como os “tijolos” de construção da matéria interagem entre si.

 

Artigo publicado na revista Nature

 

Fonte: Jornal Público

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