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Explican experimentalmente la diferencia de masa neutrón-protón

Comprueban que se debe a su distinta composición de quarks


Científicos de Alemania, Francia y Hungría han determinado por fin, de manera experimental, que la pequeña diferencia de masa neutrón-protón se debe en parte a la distinta masa de sus quarks constituyentes, mediante complejos cálculos de ordenador. El protón está formado por dos quarks 'arriba' y uno 'abajo', mientras que el neutrón tiene dos 'abajo' y uno 'arriba'.





El supercomputador Juqueen. Fuente: Forschungszentrum Jülich.
El supercomputador Juqueen. Fuente: Forschungszentrum Jülich.
El hecho de que el neutrón es ligeramente más masivo que el protón es la razón por la que los núcleos atómicos tienen exactamente las propiedades que hacen nuestro mundo y en última instancia posible nuestra existencia.

Ochenta años después del descubrimiento del neutrón, un equipo de físicos de Francia, Alemania y Hungría encabezados por Zoltán Fodor, investigador de Wuppertal (Alemania), ha calculado por fin la pequeña diferencia de masa neutrón-protón. Los resultados, que se han publicado en Science, han sido considerados un hito por muchos físicos y confirman la teoría de la interacción fuerte. Uno de los ordenadores más potentes del mundo, Juqueen, del centro de investigación Forschungszentrum Jülich (Jülich, Alemania) fue decisivo para la simulación.

Como explica la nota de prensa del centro de investigación, la existencia y la estabilidad de los átomos depende en gran medida del hecho de que los neutrones son ligeramente más masivos que los protones. Las masas determinadas experimentalmente difieren en sólo alrededor del 0,14 por ciento. Un valor ligeramente menor o mayor de la diferencia de masa habría dado lugar a un universo totalmente diferente, con demasiados neutrones, demasiado poco hidrógeno, o muy pocos elementos más pesados.

La pequeña diferencia de masa es la razón por la que los neutrones libres decaen en promedio al cabo de unos diez minutos, mientras que los protones -los bloques de construcción de la materia que no cambian- permanecen estables durante un período prácticamente ilimitado.

En 1972, unos 40 años después del descubrimiento del neutrón por Chadwick en 1932, Harald Fritzsch (Alemania), Murray Gell-Mann (EE.UU.), y Heinrich Leutwyler (Suiza) presentaron una teoría consistente de partículas y fuerzas que forman el neutrón y el protón, conocida como cromodinámica cuántica. Hoy en día, sabemos que los protones y los neutrones están compuestos de quarks down (abajo) y up (arriba). El protón está hecho de un down y dos up, mientras que el neutrón se compone de un up y dos down.

Cálculos

Las simulaciones en supercomputadoras de los últimos años confirman que la mayoría de la masa de los protones y neutrones resulta de la energía transportada por sus quarks, de acuerdo con la fórmula de Einstein E = mc2.

Sin embargo, una pequeña contribución del campo electromagnético que rodea al protón (carga positiva) debería hacerlo alrededor del 0,1 por ciento más masivo que el neutrón (carga neutra). El hecho de que la masa de los neutrones sea más grande aún se debe, evidentemente, a las diferentes masas de los quarks, como Fodor y su equipo han demostrado ahora con simulaciones extremadamente complejas.

Para los cálculos, el equipo desarrolló una nueva clase de técnicas de simulación que combina las leyes de la cromodinámica cuántica con las de la electrodinámica cuántica a fin de determinar con precisión los efectos de las interacciones electromagnéticas. Mediante el control de todas las fuentes de error, los científicos demostraron con éxito cuán finamente ajustadas están las fuerzas de la naturaleza.

Los resultados de este trabajo de equipo de físicos de la Bergische Universität Wuppertal, del Centre de Physique théorique de Marsella (Francia), la Universidad Eötvös de Budapest (Hungría), y el Forschungszentrum Jülich, abren la puerta a una nueva generación de simulaciones que se utilizarán para determinar las propiedades de los quarks, gluones y partículas nucleares.

Según el profesor Kálmán Szabó, del Forschungszentrum Jülich, "en el futuro, podremos poner a prueba el modelo estándar de la física de partículas elementales con un aumento de diez veces en precisión, lo que posiblemente nos permita identificar los efectos que nos ayuden a descubrir nueva física más allá el modelo estándar".

Referencia bibliográfica:

Sz. Borsanyi, S. Durr, Z. Fodor, C. Hoelbling, S. D. Katz, S. Krieg, L. Lellouch, T. Lippert, A. Portelli, K. K. Szabo, B. C. Toth: Ab initio calculation of the neutron-proton mass difference. Science (2015). DOI: 10.1126/science.1257050.


Viernes, 27 de Marzo 2015
Forschungszentrum Jülich/T21
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Nota



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1.Publicado por Cornelio Gonzalez el 28/03/2015 18:05

0/7=------------------------------ 0 ---- = limite estadístico-probabilista de la NADA absoluta

1/7=el ciclo infinito 0.142 857..=inicial energía-masa electrón como UNITARIA TOTALIDAD 7/7
2/7=el ciclo infinito 0.285 714..=energía-masa del fotón, como UNITARIA TOTALIDAD 7/7
3/7=el ciclo infinito 0.428 571..=energía-masa del protón, como UNITARIA TOTALIDAD 7/7

------------------------------------------- = (3.5)/7=1/2=0.5 (Riemann)= la abscisa o centro estadístico-probabilista de coordenadas (y centro de gravedad) de la UNITARIA TOTALIDAD = 7/7= 1

4/7=el ciclo infinito 0.571 428..=energía-masa del neutrón, como UNITARIA TOTALIDAD 7/7
5/7=el ciclo infinito 0.714 285..=energía-masa del antifotón, como UNITARIA TOTALIDAD 7/7
6/7=el ciclo infinito 0.857 142..=energía-masa del antielectrón, en UNITARIA TOTALIDAD 7/7

7/7=el ciclo infinito 0.999 999..= (seis nueves): asintótica proximidad a la TOTALIDAD 7/7= 1
7/7=----------------------------- 1 ---- = limite estadístico-probabilista de la TOTALIDAD absoluta


En la matriz numérica que antecede (y la cual y en tanto que la UNITARIA TOTALIDAD 7/7= 1, se coordena a sí misma de manera compleja: la ordenada se inscribe en el espacio vertical dejado en blanco en la matriz numérica y la abscisa se corresponde con la línea horizontal que representa el 0.5 en la Función Z, de Riemann), en tal matriz, repito, se puede observar que se cumplen fielmente, los siguientes importantes detalles:

1 – Nos dice William R. Corliss en su libro: Los Misterios del Universo Minerva-Doubleday, Compañía General de Ediciones. México D.F. 1973, página 53:

“La Relatividad Especial predice que los electrones serán más y más difíciles de acelerar a medida que se acerquen a la velocidad de la luz debido al incremento de su masa. La creciente pesadez de los electrones en los aceleradores es un hecho bien conocido. No importa que tanta fuerza se aplique, los electrones se hacen mucho más difíciles de acelerar. Al 99% de la velocidad de la luz, un electrón se comporta como si su masa se hubiera incrementado siete veces. Para el físico que trata de acelerarlos, este incremento de la masa es real ‒ y decepcionante a la vez ‒. La Relatividad Especial se confirma claramente por este hecho experimental específico”.

Mi comentario: si la energía-masa inicial del electrón es 1/7=0.142857 entonces:

(1/7= el ciclo infinito 0.142857) x 7= 0,999999..999999… (infinitos ciclos de seis nueves)

……………………………

Y de la información anterior, se colige en consecuencia que:

2 – “Las masas determinadas experimentalmente difieren en sólo alrededor del 0,14 por ciento”.

Efectivamente:

004/7=el ciclo infinito 0.571428...=energía-masa del neutrón, como UNITARIA TOTALIDAD 7/7
- 03/7=el ciclo infinito 0.428571...=energía-masa del protón, como UNITARIA TOTALIDAD 7/7
------------------------------------------------
001/7= el ciclo infinito 0.142857..= el electrón (en tanto que la UNITARIA TOTALIDAD 7/7= 1), como la diferencia de energía-masa entre el neutrón y el protón. Estrictamente hablando, las masas determinadas difieren alrededor del 0,14 por cien, o alrededor del 0.142 por mil, o cerca del 0.1428 por diez mil…etc., etc.

Como es posible observar, los físicos europeos midieron y con bastante precisión, la diferencia de masas que, entre el neutrón y el protón y desde la mismísima Eternidad, ha determinado lo que muy bien podría denominarse como el UNITARIO Código Aritmético de los Números del Sistema de Numeración Decimal.

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