miércoles, 22 de abril de 2015

Punto de vista: Ciclotrón La radiación de un electrón

La energía de un electrón se puede determinar con alta precisión mediante la detección de la radiación que emite cuando se mueve en un campo magnético.

Pie de fotografía
EPA / Alan Stonebraker , basado en un dibujo de Ben Monreal / UCSB

Figura 1: Un esquema del aparato experimental Proyecto 8. Una célula pequeña que contiene criptón-83 a baja presión está rodeado por una bobina magnética.Los electrones son emitidos por los núcleos de criptón cuando ... 
Las cargas eléctricas irradian cuando se mueve en órbitas circulares en un campo magnético, un efecto que se predijo por primera vez por Oliver Heaviside en 1904. radiación ciclotrón se ha observado en las fuentes de radio astrofísicos y es la base para la generación de rayos X en los sincrotrones. La radiación emitida por estas fuentes proviene del movimiento de muchos electrones, pero el Proyecto 8 es el primer experimento para detectar la radiación de ciclotrón de un solo electrón.Pie de fotografía
DM Asner et al . [1]
Figura 2: La potencia radiada desde un único electrón en órbita en un campo magnético, representará gráficamente como una función del tiempo y la frecuencia de la órbita del electrón. 
El experimento Proyecto 8 fue diseñado para una aplicación específica: la medición de la masa del neutrino. Los neutrinos, con los electrones, se producen en la desintegración beta. Su existencia, primero predicho por Wolfgang Pauli en 1930, es necesario para asegurar que la desintegración beta conserva energía y momento angular. La idea detrás de Proyecto 8 es medir las energías de los electrones emitidos en la desintegración beta y compararlos con la energía total de la decadencia. Si el neutrino tiene masa, ni electrón puede tener una energía igual a la energía total, ya que parte de esta energía debe ser utilizado para hacer el neutrino. Por tanto, la masa del neutrino se puede determinar mediante la medición de la energía máxima de los electrones emitidos.
Los físicos hemos asumido siempre neutrinos eran muy ligeros. 

En el modelo estándar de la física de partículas, que son considerados sin masa, en gran parte debido a que el modelo fue desarrollado antes de cualquier experimento indicado neutrinos tenían masa. 

Esta situación cambió cuando los experimentos demostraron que los neutrinos, que vienen en tres sabores (electrón, muón, tau y), se transforman de un tipo a otro, un fenómeno cuántico conocido como oscilación de neutrinos que sólo se produce si los neutrinos tienen masa.
0105eV c2500 000eV c2
mβ≤ 05eV c22eV c2
830eV1eV