Cuando la aguja de una brújula interactúa con el campo magnético terrestre, experimenta una fuerza rotacional que, en la mayoría de los lugares, la alinea con el norte magnético. Esta fuerza depende de una propiedad de la aguja llamada momento dipolar magnético. Los objetos que tienen una orientación preferida en campos eléctricos poseen un momento dipolar eléctrico (MDE). Según la teoría convencional, los MDE de los núcleos atómicos son efectivamente cero; un valor no nulo solo podría explicarse mediante nuevas teorías fundamentales de la materia.
El primer vistazo al deuterón
En un artículo publicado en Physical Review Letters, Andrés y sus colegas reportan la primera medición directa del MDE de un núcleo atómico llamado deuterón. Los resultados, obtenidos en el experimento Cooler Synchrotron (COSY) en Jülich, Alemania, son consistentes con que el deuterón tenga un MDE de cero.
¿Qué es un deuterón?
El deuterón es el núcleo del deuterio, un isótopo del hidrógeno que contiene un protón y un neutrón. A diferencia del hidrógeno común, que solo tiene un protón, el deuterio se conoce como ‘hidrógeno pesado’ y es un componente clave en la fusión nuclear y en estudios de simetría fundamental.
Implicaciones para la física fundamental
Un MDE no nulo en el deuterón indicaría una violación de la simetría de inversión temporal, lo que ayudaría a explicar por qué el universo tiene más materia que antimateria. Este experimento establece un nuevo límite superior para el MDE del deuterón, restringiendo las teorías que van más allá del Modelo Estándar.
Detalles técnicos del experimento
El equipo utilizó un haz de deuterones polarizados en el anillo de almacenamiento COSY, aplicando campos eléctricos y magnéticos para detectar cualquier precesión del espín que indicara un MDE. La precisión alcanzada fue de 10-29 e·cm, un orden de magnitud mejor que mediciones anteriores en otros núcleos.
Próximos pasos
Los investigadores planean mejorar la sensibilidad del experimento y extenderlo a otros núcleos, como el helio-3, para buscar señales de nueva física. Este trabajo representa un hito en la metrología de momentos dipolares eléctricos y abre la puerta a futuros descubrimientos.
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