Los físicos se acercan a descubrir la quinta fuerza mientras crean cristales perfectos

El estudio se realizó en el marco de la cooperación internacional en el Instituto Nacional de Normalización y

Dmitry Pushin, miembro del Instituto de Computación Cuántica de la Universidad de Waterloo y profesor del Departamento de Física y Astronomía, fue el único investigador canadiense involucrado en el estudio.El objetivo de Pushin era crear sensores cuánticos de alta calidad a partir de cristales perfectos.

Dirigiendo partículas subatómicas (neutrones) a los cristales de silicio y rastreando el resultadoCon una alta sensibilidad, los investigadores pudieron obtener tres resultados sobresalientes: los primeros en 20 añosmedición de la propiedad clave del neutrón utilizando un método único; mediciones de alta precisión de los efectos de las oscilaciones térmicas en un cristal de silicio; y limitaciones en la fuerza de una posible quinta fuerza más allá de las teorías físicas estándar. El último trabajo, llevado a cabo en colaboración con investigadores de Japón, Estados Unidos y Canadá, ha permitido cuadruplicar la precisión de los procesos de medición en la estructura de un cristal de silicio. 

Pushin, cuya investigación se especializa enla física de neutrones y la interferometría, desempeñaron un papel importante en la recopilación de datos sobre neutrones y el grabado químico de muestras. Esto ayudó al equipo de investigación a explorar las fuerzas más allá del Modelo Estándar.

El Modelo Estándar es ahora una teoría ampliamente aceptada de la interacción de partículas y fuerzas a nivel micro.Pero esa es una explicación incompleta de cómo funciona la naturaleza, y los científicos sospechan que hay más en el universo de lo que describe.El Modelo Estándar describe tres fuerzas fundamentales en la naturaleza: la electromagnética, la fuerza nuclear fuerte y la fuerza nuclear débil. Cada fuerza actúa a través de la acción de "partículas portadoras". Por ejemplo, un fotón es portador de una fuerza electromagnética.Pero el Modelo Estándar no incluye la gravedad en su descripción de la naturaleza.Además, algunos experimentos y teorías sugieren la posible presencia de una quinta fuerza.

Los investigadores ya están planeando mediciones a mayor escala del efecto Pendellosung utilizando silicio y germanio.Los científicos esperan una reducción de cinco veces en el error de sus mediciones, lo que puede proporcionar la medición más precisa del radio de la carga de neutrones hasta la fecha y detectar la quinta fuerza.También planean llevar a cabo una versión criogénica del experimento que mostrará cómo los átomos del cristal conducenEsto es lo que  explica por qué los objetos cuánticos nunca existen.perfectamente estacionario incluso a temperaturas cercanas al cero absoluto.

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