El átomo de helio 'invisible' ayuda a los científicos a confirmar la electrodinámica cuántica

Físicos de la Universidad Nacional de Australia han desarrollado el método de medición más sensible

energía potencial de un átomo:dentro de una centésima de decillonésima de julio, o 10-35 J. Lo utilizaron para confirmar la electrodinámica cuántica (QED). Recordemos que esta es la teoría cuántica de campos de las interacciones electromagnéticas, así como la parte más desarrollada de la teoría cuántica de campos.

Un estudio publicado esta semana enLa revista Science, se basa en la definición del color de la radiación láser, en la que el átomo de helio es invisible. Como señalan los autores del nuevo trabajo, el experimento es una confirmación independiente de los métodos anteriores utilizados para probar la electrodinámica cuántica. Entre ellos está la medición de las transiciones de un estado de energía de un átomo a otro.

"Esta invisibilidad es sólo paraun átomo particular y un color particular de luz. Por lo tanto, no se puede usar para hacer la capa de invisibilidad que Harry Potter usó para explorar los rincones oscuros de Hogwarts, explica Bryce Henson, autor principal del nuevo trabajo, en la Escuela de Investigación de Física de la Universidad Nacional de Australia. "Pero logramos explorar algunas de las 'callejuelas' de la teoría QED".

Con un láser de altísima resolucióny átomos enfriados a 80 milmillonésimas de grado por encima del cero absoluto (80 nanokelvins), los científicos han logrado una sensibilidad en las mediciones de energía, que era 5 órdenes de magnitud menor que la energía de los átomos, alrededor de 10-35 J.

“Esto es tan pequeño que no puedo pensar en un solo fenómeno con el que pueda compararse”, agregó el autor del estudio.

Gracias a estas mediciones, los científicos pudieron deducirvalores muy precisos del color invisible del helio. Para comparar sus resultados con la predicción teórica de QED, recurrieron al profesor Li-Yang Tang de la Academia de Ciencias de China en Wuhan y al profesor Gordon Drake de la Universidad de Windsor en Canadá. Como resultado, los científicos lograron que el valor teórico fuera solo un poco más bajo que el experimental, y también 1,7 veces mayor que el error experimental.

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