Nueva medida del desdoblamiento hiperfino del positronio conforme con el modelo estándar

Dibujo20131028 summary DeltaHFS measurements from past experiments and new result - arxiv org

Hay muchas pequeñas discrepancias entre el modelo estándar de la física de partículas y las medidas experimentales. La mayoría deben ser debidas a errores sistemáticos en dichas medidas. El desdoblamiento hiperfino del positronio discrepa a 3,9 sigmas de las predicciones del modelo estándar. Una nueva medida obtenida por un dispositivo experimental diseñado para reducir los errores sistemáticos al máximo posible obtiene un valor a sólo 1,2 sigmas de la predicción teórica y a 2,7 sigmas de medidas anteriores. El nuevo resultado confirma que el modelo estándar sigue siendo una teoría muy robusta que resiste todos los avatares de los experimentos. La nueva física puede ocultarse en cualquier resquicio, por ello este tipo de resultados son muy importantes. El artículo técnico es A. Ishida et al., “New Precision Measurement of Hyperfine Splitting of Positronium,” arXiv:1310.6923 [hep-ex], 25 Oct 2013.

Dibujo20131028 schematic diagram of experimental setup - top view in magnet - arxiv org

El nuevo resultado es ΔHFS = 203,3941 ± 0,0016 (stat, 8,0 ppm) ± 0,0011 (syst, 5,4 ppm) GHz, siendo el valor experimental previo más preciso de ΔHFS = 203,388 65(67) GHz (3,3 ppm) y la mejor predicción teórica actual de ΔHFS = 203,391 69(41) GHz (2,0 ppm). La discrepencia de 3,04(79) MHz (15 ppm) era equivalente a 3,9 desviaciones típicas; la nueva medida la reduce a sólo 1,2 sigmas (una simple fluctuación estadística). El valor de ΔHFS es sensible a las correcciones de alto orden a la electrodinámica cuántica (QED) por lo que permite explorar posibles desviaciones con alta sensibilidad.

Recuerda que el positronio es un “átomo” formado por un electrón y un positrón, un sistema leptónico puro que permite estudios de alta sensibilidad de la QED. El desdoblamiento hiperfino corresponde a la transición del otro-positronio (13S1) al para-positronio (11S0). La medida experimental es difícil y se basa en utilizar el efecto Zeeman para amplificar el efecto del desdoblamiento ΔHFS al aplicar un campo magnético estático. El mayor error sistemático se encuentra en la uniformidad de este campo magnético y la nueva medida la ha reducido considerablemente.

Por ahora habrá que esperar a que nuevas medidas realizadas por otros grupos de físicos experimentales confirmen este nuevo resultado. Me gustaría recordarte con esta noticia que los tests de precisión del modelo estándar en busca de nueva física no se reducen a la labor que se realiza en el LHC o en el CERN, hay muchos otros grupos que, a la chita callando, están realizando una labor de enorme importancia.

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Un pensamiento en “Nueva medida del desdoblamiento hiperfino del positronio conforme con el modelo estándar

  1. Con el boson de Higgs ya descubierto de ahora en adelante empieza la búsqueda de nueva física más allá del modelo estándar, se vienen tiempos emocionantes para el mundo de la física.

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