Los físicos han introducido un marco para estimar la cantidad de mezcla entre quarks arriba y abajo

Los quarks que forman los núcleos de todos los átomos que nos rodean se llaman «mezclas»: a veces los diferentes tipos de quarks se transforman entre sí. Sin embargo, las cantidades en las que ocurren estos procesos no se conocen bien, e incluso los valores teóricos no suman el 100%. El físico de UvA-IoP Jordy de Vries y sus colegas de Los Álamos, Seattle y Berna han publicado un trabajo que da un paso hacia la resolución de estos misterios.

Todas las cosas buenas vienen de tres en tres. El modelo estándar de física de partículas toma en serio este objetivo: consta de tres especies distintas de partículas elementales. Tomemos como ejemplo los quarks. Además del par de tipos de quarks conocidos como «arriba» y «abajo» que forman el núcleo de los núcleos atómicos, hay dos pares de quarks adicionales: «encanto» y «extraño», así como «arriba y «abajo». «. En conjunto, estos seis tipos de quarks se denominan seis sabores de quarks.

El modelo estándar predice que un sabor de quark puede transmutarse en otro, un fenómeno llamado mezcla de quarks, pero el modelo no predice con qué frecuencia ocurren diferentes transmutaciones. De hecho, el análisis del artículo sobre el estado actual muestra que algo está pasando: las probabilidades de todas las combinaciones no suman el 100%. ¿Qué pasa? ¿Podría esto ser indicativo de una nueva física más allá del modelo estándar?

Para responder a esta pregunta, el físico de UvA-IoP Jordi de Vries y sus colegas de Los Álamos, Seattle y Berna desarrollaron un nuevo marco y realizaron los cálculos correspondientes para determinar bien la cantidad de mezcla entre los quarks arriba y abajo. efecto. patear traseros. El trabajo fue publicado recientemente conjuntamente carta de revisión física Y como sugerencia del editor. examen físicoc.

Eliminando la incertidumbre

Como entrada para la calculadora, los físicos utilizan mediciones precisas de los procesos de desintegración radiactiva conocidos como desintegraciones beta nucleares. La medida más precisa de la mezcla de quarks arriba-abajo proviene de las llamadas desintegraciones beta superconductoras, que ocurren en el mapa de isótopos nucleares. «Superpermitido» significa que los núcleos incluidos no tienen espín y, por tanto, son más fáciles de describir teóricamente.

Sin embargo, calcular la cantidad de mezcla a partir de datos altamente precisos adolece de una incertidumbre teórica debido a la sutil danza entre las tres fuerzas fundamentales de la naturaleza involucradas en el proceso: la fuerza nuclear fuerte, la interacción electromagnética y la fuerza nuclear débil. El proceso que causa la desintegración radiactiva.

El nuevo marco fue diseñado para rastrear esta intervención y eliminar la incertidumbre teórica. Esto llevó a los físicos a revelar efectos que implicaban interacciones débiles entre los componentes de los núcleos que no se entendían anteriormente.

Estos efectos dominan actualmente la incertidumbre en los cálculos. En un futuro próximo, a partir de este trabajo y desarrollando muchos cálculos físicos nucleares, se controlarán las incertidumbres, abriendo así el camino para revelar posibles huellas de nueva física en los procesos nucleares.