Los métodos alternativos de estudio de moléculas pesadas facilitarán la búsqueda de fenómenos más allá del Modelo Estándar.

La búsqueda de fenómenos físicos más allá del modelo estándar a menudo requiere acceso a herramientas poderosas como el Gran Colisionador de Hadrones, detectores subterráneos de neutrinos, materia oscura y partículas exóticas. Dichos dispositivos son extremadamente costosos de construir y mantener, su fabricación lleva muchos años y son escasos, lo que genera largas colas entre los científicos. Gracias a los científicos de los Países Bajos, esto ahora podría cambiar. Ha desarrollado una técnica para confinar y examinar moléculas pesadas en condiciones de laboratorio.

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Moléculas pesadas son un objeto excelente para estudiar el momento dipolar eléctrico del electrón. Sin embargo, con los métodos utilizados anteriormente, no fue posible capturarlos en un laboratorio pequeño.

Las técnicas estándar para determinar la electricidad Momento dipolo del electrón (eEDM) utilice espectroscopia de alta precisión. Sin embargo, para hacer esto, las moléculas primero deben ralentizarse y capturarse con un láser o una trampa eléctrica. El problema es que para descubrir fenómenos más allá del modelo estándar yendo más allá, es posible que deba capturar moléculas que sean demasiado pesadas para capturarlas con láser. Las trampas eléctricas, por otro lado, permiten la captura de iones pesados, pero no la captura de moléculas eléctricamente inertes.

Investigadores de la Universidad de Groningen, la Vrije Universiteit Amsterdam y el Instituto Nikhef comenzaron su trabajo creando moléculas de fluoruro de estroncio (SrF), fabricadas por reacción química se originó en un gas criogénico a una temperatura de aproximadamente 20 Kelvin. Gracias a la baja temperatura, estas moléculas tienen una velocidad inicial de 190 m / s, mientras que a temperatura ambiente ronda los 500 m / s. A continuación, las moléculas se introducen en un retardador Stark de 4,5 metros de largo, por donde pasan campos eléctricos alternos primero frenar y luego detener. Las moléculas de SrF permanecen atrapadas durante 50 milisegundos. Durante este tiempo, se pueden analizar con un sistema especial inducido por láser. Tales medidas permiten estudiar las propiedades de los electrones, incluido el momento dipolar eléctrico, de modo que se puedan buscar signos de asimetría.

El modelo estándar predice la existencia de un eEDM, pero tiene un valor extremadamente pequeño. Por lo tanto, esta propiedad aún no se ha observado. La observación e investigación del eEDM podría indicar la existencia de una física más allá del modelo estándar punto.
Las moléculas de SrF estudiadas por los holandeses tienen una masa que es aproximadamente tres veces mayor que la de otras moléculas que se han estudiado con métodos similares hasta ahora. Nuestro próximo objetivo es capturar moléculas aún más pesadas, como B. Fluoruro de bario (BaF), que tiene 1,5 veces la masa de SrF. Tal molécula sería un objetivo aún mejor para las mediciones de eEDM, dice Steven Hoekstra, físico de la Universidad de Groningen. Porque cuanto más pesada es la molécula, más precisas pueden ser las mediciones.

Sin embargo, la capacidad de atrapar moléculas pesadas no solo es útil para estudiar el momento dipolar eléctrico de un electrón. También se puede utilizar para colisionar moléculas pesadas a bajas energías para simular condiciones en el espacio. Esto, a su vez, se utiliza en la investigación de Interacciones a nivel cuántico ser útil. Hoekstra dice que él y sus colegas también trabajarán para aumentar la sensibilidad de las mediciones aumentando la intensidad del flujo molecular. También intentaremos capturar moléculas más complejas como BaOH o BaOCH3. También utilizaremos nuestra tecnología para estudiar asimetrías en moléculas quirales, anunció.