Protoi txikia: nonbait akats bat dago

(Argazkia: Guillermo Roa)

Orain arteko neurketa zehatzenak egin dituzte, eta protoia uste baino % 4 txikiagoa da

Max Planck Institutuko fisikari batzuek inoiz baino zehaztasun handiagoarekin neurtu dute protoiaren tamaina. Emaitza, 0,84184 femtometro, aurreko neurketetakoa baino % 4 txikiagoa da.

Ez da zehaztasun-kontu huts bat. Aldea aurreko neurketen errore-maila baino handiagoa da, eta horrek esan nahi du, azken neurketa ondo baldin badago, aurrekoak ez zirela ondo egin. Eta hori egia bada, orain arte fisikan ontzat ematen diren oinarrizko printzipio asko aldatu beharko lirateke. Hortaz, fisikariak --teorikoak eta esperimentalak--akats bila hasi dira azken neurketa horretan. Oraingoz ez dute ezer aurkitu.

Oso esperimentu konplexua da. Protoia ezin da zuzenean neurtu; beraz, protoiaren tamainak beste ezaugarri batean duen eragina neurtu behar dute fisikariek. Normalean, hidrogeno-atomoak erabiltzen dira, hau da, inguruan elektroi bat duten protoiak. Fisika kuantikoaren arabera, elektroiak energia-maila jakin batzuk bakarrik izan ditzake, eta energia-maila horiek, besteak beste, protoiaren tamainaren araberakoak dira. Elektroiari energia ematen diote laser batez, eta elektroia energia-maila batetik bestera pasatzen da; gero, elektroiak energia galtzen du berriz, hasierako energia-mailara pasatzeko. Fisikariek neurtzen dute zenbat energia hartu behar izan duen salto horietan, eta, energia horretatik abiatuta, protoiaren tamaina kalkulatzen dute.

Baina protoia oso partikula handia da elektroiaren aldean, eta horren ondorioz elektroiaren energia-maila oso gertu daude elkarrekiko. Elektroiak egiten dituen saltoak txikiak dira, eta neurketen zehaztasuna ere oso txikia da. Baina, elektroiaren partez muoi bat erabiliz gero, kontua asko aldatzen da, muoia elektroia baino 200 aldiz handiagoa delako. Elektrodinamika kuantikoa delako teoria konplexuaren arabera, prozesu hori hutsaren fluktuazio kuantikoetan oinarrituta dago, eta muoia fluktuazio horiekiko sentikorragoa da elektroia baino. Azkenean, muoiek egiten dituzten energia-saltoak oso handiak dira, eta zehaztasun handiz neur daitezke.

Muoiekin lan egitea, ordea, zaila da. Elektroiaren familiako partikulak dira, baina ez dira egonkorrak eta 2 mikrosegundoan desegiten dira. Horregatik, Max Planck Institutuko fisikariek sortu egin behar izan dituzte muoiak partikula-azeleragailu baten bitartez, muoi horiekin hidrogeno-atomo batzuk bonbardatu muoiek elektroiak ordezka ditzaten, eta laser bidezko neurketa egin. Hori guztia, gehienez, 2 mikrosegundoko denbora-tartean. Esperimentuaren emaitzetatik protoiaren tamaina ondorioztatzeko kalkulua ere oso konplexua da.

Beraz, aukera asko dago esperimentuan akatsen bat egoteko, eta protoiaren tamainaren azken neurketan aurrekoen aldean hainbesteko aldea egoteko. Baina xehetasun guztiak goitik behera berraztertu ondoren, ez dute akatsik aurkitu. Adituek diote hiru aukera daudela. Bata da elektrodinamika kuantikoaren teoria zuzena izatea baina esperimentu honetan gaizki aplikatu izana; bigarrena da esperimentuan berean akatsen bat egotea; eta hirugarrena da elektrodinamika kuantikoa zuzena ez izatea. Azken aukera hori da probabilitate gutxienekoa, diotenez, baina litekeena da hori gertatzea. Erresuma Batuko Fisikako Laborategi Nazionaleko Jeff Flowers fisikariak esan du: "Elektrodinamika kuantikoa zuzentzeak aldaketa filosofiko bat ekarriko lioke fisikari".