Arxiu del dijous, 2/06/2011

L’electró és rodó

dijous, 2/06/2011

electrons.jpg Ha saltat la notícia segons la qual, han esbrinat que l’electró és rodó. I el primer que penses és… i que? Després de tot, Isaac Asimov ja va explicar que l’electró és esquerrà, i això pot semblar encara més estrany. Però, naturalment, si que té gràcia l’esfericitat de l’electró.

L’esfera, el cub i tots aquells cossos geomètrics dels que ens feien aprendre les fórmules quan anàvem a l’escola els considerem com abstraccions. Figures idealitzades que no es troben en la seva forma perfecta a la natura. Sempre hi ha irregularitats, imperfeccions, diferències de mida que fan que la realitat no coincideixi amb els objectes ideals. Una dualitat amb la que Plató va bastir uns conceptes filosòfics que han arribat fins avui.

Però potser si que hi ha una esfera perfecta i aquesta és justament l’electró. El problema és que aquesta perfecció pot portar més cua de la que sembla.

El primer problema és que això que sigui esfèric sembla contradictori amb el que es diu a molts indrets. Els protons i els neutrons estan fets de quarks, de manera que aquestes partícules tenen un cert volum. Però els electrons s’acostumen a descriure com partícules puntuals. I això vol dir que no tenen volum. Són literalment unidimensionals. Aleshores, com poden tenir forma esfèrica una cosa que no té volum? I a més, quin interès tenen els físics en esbrinar quina és exactament la forma d’un electró?

Doncs el que passa és que quan et fiques a nivell atòmic, tot esdevé molt estrany i has de definir exactament de que estàs parlant. En principi, un electró si que seria una partícula puntual (tan puntual com és físicament possible), i per tant, sense volum en el sentit normal del terme. Però la seva presencia té efectes sobre l’espai que l’envolta. L’electró té càrrega negativa, però és pensa que també presenta un fenomen anomenat “moment dipolar elèctric”.

Això del moment dipolar apareix quan un objecte té una càrrega en un costat i la oposada en un altre costat. És crea una mena de gradient que anomenem moment dipolar. I això fa que la forma de la partícula es deformi lleugerament. La cosa és estranya (com tot en la física de partícules) perquè l’electró només té una càrrega (la negativa) però la teoria diu que també hauria de tenir un petit moment dipolar i, per tant, una lleugera deformació.

I aquesta deformació fa referència als efectes que genera al seu voltant.  Estrictament el que s’ha mesurat és la “esfera d’influència” de l’electró o, encara més estrictament la “distribució de càrrega”. Una cosa semblant a si mesuréssim la forma del camp gravitatori de la Terra, o la forma del camp magnètic d’un imant. El que interessava era detectar aquesta lleugera deformitat prevista per la teoria. El motiu és que després es podria comprar amb la forma dels positrons (l’equivalent de l’electró fet d’antimatèria). Si es trobés alguna diferència, potser això podria explicar perquè l’Univers està fet de matèria i no d’antimatèria.

La tècnica implicada és sofisticadíssima, però el resultat ha sigut desconcertant. Bàsicament no han trobat cap deformitat. Cap, fins on podien mesurar. I això que podien mesurar molt finament. L’exemple que posen és que si un electró agafés la mida del sistema solar, la desviació respecte de l’esfera perfecta seria menor que el gruix d’un cabell.

Això és ser molt i molt perfecte. Però a més, això és un problema per la teoria actual sobre les partícules. El que s’anomena “model estàndard” prediu una petita desviació que no s’ha observat. Ara tocarà millorar encara més la precisió, però de moment, la teoria caldrà modular-la una mica per explicar aquesta dada. És el que té la ciència. Una teoria genial que ha funcionat perfectament resulta que potser caldrà modificar-la per culpa d’una diferència entre l’esperat i el mesurat tant petita com el gruix d’un cabell en un sistema solar.