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Relación de masas entre protones y electrones

En física , la relación de masas entre protón y electrón (símbolo μ o β ) es la masa en reposo del protón (un barión que se encuentra en los átomos ) dividida por la del electrón (un leptón que se encuentra en los átomos), una cantidad adimensional , a saber:

μ = m p /⁠ m e  = 1 836 .152 673 426 (32) . [1]

El número entre paréntesis es la incertidumbre de medición en los dos últimos dígitos, correspondiente a una incertidumbre estándar relativa de1,7 × 10 −11 . [1]

Discusión

μ es una constante física fundamental importante porque:

donde β 0 = −11 + 2 n /3, siendo n el número de sabores de quarks .

Variación demicrascon el tiempo

Los astrofísicos han intentado encontrar evidencia de que μ ha cambiado a lo largo de la historia del universo. (La misma pregunta se ha planteado también con respecto a la constante de estructura fina ). Una causa interesante de dicho cambio sería el cambio a lo largo del tiempo en la intensidad de la fuerza fuerte .

Las búsquedas astronómicas de μ variables en el tiempo generalmente han examinado las series de Lyman y las transiciones de Werner del hidrógeno molecular que, dado un corrimiento al rojo suficientemente grande, ocurren en la región óptica y, por lo tanto, pueden observarse con espectrógrafos terrestres .

Si μ cambiara, entonces el cambio en la longitud de onda λ i de cada longitud de onda del marco de reposo se puede parametrizar como:

donde Δ μ / μ es el cambio proporcional en μ y K i es una constante que debe calcularse dentro de un marco teórico (o semiempírico).

Reinhold et al. (2006) informaron una posible variación de 4 desviaciones estándar en μ mediante el análisis de los espectros de absorción de hidrógeno molecular de los cuásares Q0405-443 y Q0347-373. Encontraron que Δ μ / μ = (2,4 ± 0,6) × 10−5 . King et al. (2008) volvieron a analizar los datos espectrales de Reinhold et al. y recopilaron nuevos datos sobre otro cuásar, Q0528-250. Estimaron queΔ μ / μ = (2,6 ± 3,0) × 10−6 , diferente de las estimaciones de Reinhold et al. (2006).

Murphy et al. (2008) utilizaron la transición de inversión del amoníaco para concluir que | Δ μ / μ | <1,8 × 10 −6 en un corrimiento al rojo z = 0,68 . Kanekar (2011) utilizó observaciones más profundas de las transiciones de inversión del amoníaco en el mismo sistema en z = 0,68 hacia 0218+357 para obtener | Δ μ / μ | <3 × 10 −7 .

Bagdonaite et al. (2013) utilizaron transiciones de metanol en la galaxia de lente espiral PKS 1830-211 para encontrar ∆ μ / μ = (0,0 ± 1,0) × 10 −7 en z = 0,89 . [2] [3] Kanekar et al. (2015) utilizaron observaciones casi simultáneas de múltiples transiciones de metanol en la misma lente, para encontrar ∆ μ / μ < 1,1 × 10 −7 en z = 0,89 . Utilizando tres líneas de metanol con frecuencias similares para reducir los efectos sistemáticos, Kanekar et al. (2015) obtuvieron ∆ μ / μ < 4 × 10 −7 .

Obsérvese que cualquier comparación entre valores de Δ μ / μ en corrimientos al rojo sustancialmente diferentes necesitará un modelo particular para gobernar la evolución de Δ μ / μ . Es decir, los resultados consistentes con un cambio cero en corrimientos al rojo más bajos no descartan un cambio significativo en corrimientos al rojo más altos.

Véase también

Notas al pie

  1. ^ ab "Valor CODATA 2022: relación de masas protón-electrón". Referencia del NIST sobre constantes, unidades e incertidumbre . NIST . Mayo de 2024. Consultado el 18 de mayo de 2024 .
  2. ^ Bagdonaite, Julija; Jansen, Paul; Henkel, Christian; Bethlem, Hendrick L.; Menten, Karl M.; Ubachs, Wim (13 de diciembre de 2012). "Un límite estricto en una relación de masas de protones a electrones a la deriva del alcohol en el universo temprano". Science . 339 (6115): 46–48. Bibcode :2013Sci...339...46B. doi : 10.1126/science.1224898 . PMID  23239626. S2CID  716087.
  3. ^ Moskowitz, Clara (13 de diciembre de 2012). "¡Ufff! La constante del universo se ha mantenido constante". Space.com . Consultado el 14 de diciembre de 2012 .

Referencias