La estructura de los protones y el experimento OLYMPUS

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¿Cómo se distribuye la carga eléctrica y la magnetización del protón?

Al principio se supuso que dicha distribución es la misma y que un fotón se intercambia cuando los protones interactúan con los electrones bombardeantes.

Pero, a principios de la década de los 2.000 los investigadores comenzaron a realizar experimentos utilizando haces de electrones polarizados para medir la dispersión elástica electrón-protón utilizando el spin de los protones y electrones, encontrándose que la relación entre la distribución de carga eléctrica y magnética disminuyó drásticamente con las interacciones de mayor energía entre electrones y protones, lo que llevó a la teoría de que no sólo uno, sino dos fotones a la vez se intercambian durante la interacción. Ambas partículas serían de alta energía.

Con el fin de confirmar ésto, un equipo del MIT realizó un experimento de siete años (OLYMPUS), en el Sincrotrón de Electrones de Alemania (DESY) en Hamburgo.

Pero, a diferencia de las predicciones teóricas, las mediciones de OLYMPUS sugieren que sólo uno de los fotones tiene alta energía y el otro no.

En OLYMPUS, igual que en otros dos experimentos realizados, uno en Estados Unidos y otro en Rusia, el bombardeo de los protones ha sido con electrones cargados negativamente, y con sus equivalentes antimateriales (positrones), comparando seguidamente ambos tipos de interacciones.

El resultado final es que las diferencias entre resultados teóricos y experimentales requiere la realización de nuevos experimentos en el futuro a energías más altas, así como la comprobación de la necesidad de realización de pequeños ajustes en los modelos teóricos para obtener un mayor acuerdo entre ambos.

Referencias en Phys.org, y Physical Review Letters.

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