Qual è la massa dell’elettrone?

Segnatevi questo numero: 0,000548579909067(14)(9)(2). Per la vita di tutti i giorni è meno importante dello spread o del telefono della pizzeria, ma probabilmente darà un bello scossone alla scienza. È il peso dell’elettrone, appena determinato da Sven Sturm e colleghi del Max Planck Institute for Nuclear Physics: gli scienziati raccontano su Nature di aver determinato la grandezza con una precisione 13 volte superiore a quanto precedentemente noto. Il numero è espresso in unità di massa atomica (definita come un dodicesimo della massa del carbonio-12) e i numeri tra parentesi esprimono rispettivamente l’incertezza statistica,sistematica e teorica sulla misura.

Pesare una particella così sfuggente è tutt’altro che facile. Di certo non basta una bilancia: i ricercatori hanno sfruttato il cosiddetto recoil (“rinculo”) atomico, il fenomeno che avviene quando un fotone colpisce un elettrone (o, più in generale, una particella carica), cedendo a quest’ultimo parte della sua energia – il che ne causa, per l’appunto, il rinculo – e rimbalzando via. Gli scienziati hanno misurato l’effetto su un singolo elettrone legato a uno ione di riferimento, un nucleo di carbonio, la cui massa atomica era nota, e si sono quindi serviti delle leggi dell’elettrodinamica quantistica (Qed) per misurare indirettamente il peso dell’elettrone.

Si tratta di un risultato molto importante, come spiega Edmund Myers nella News&Views che accompagna il lavoro di Sturm, perché “la massa atomica dell’elettrone è un ingrediente essenziale per effettuare il confronto tra le previsioni teoriche e i risultati sperimentali relativi al momento magnetico della particella”. Il momento magnetico di un corpo è la grandezza fisica con cui si misura la forza prodotta da un campo magnetico sul corpo stesso. Gli scienziati sono particolarmente interessati alle piccole discrepanze tra previsioni teoriche e risultati sperimentali perché potrebbero svelare nuove leggi fisiche oltre il Modello Standard, l’impianto teorico che spiega come interagiscono tra loro i mattoni fondamentali della materia – e che ha finalmente trovato una quadratura grazie alla scoperta sperimentale del bosone di Higgs.

Via: Wired.it

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