Cuanto mide la masa de un electron

Ion

La masa de un electrón estacionario se conoce como masa del electrón. También se conoce como masa invariante del electrón y es una de las constantes fundamentales de la física. Pesa alrededor de 9,1091031 kilogramos o 5,486104 daltons. La masa de un electrón corresponde a una energía de unos 8,1871014 julios, es decir, unos 0,5110 MeV. En comparación con un protón o un neutrón, un electrón se considera casi sin masa. La masa de un electrón no se tiene en cuenta a la hora de determinar el número másico de un átomo.

La unidad natural de carga eléctrica es la carga del electrón, que es una constante científica fundamental. La carga de un electrón es de 1,602176634 1019 culombios. Este valor, o un múltiplo entero de él, lo comparten todas las partículas subatómicas cargadas que existen libremente y que se han identificado hasta ahora. Cargas de 1/3 o 2/3 de esta magnitud se encuentran en los quarks, que están constantemente enlazados dentro de partículas subatómicas mayores como los protones y los neutrones.

*El protón es una partícula subatómica estable. Tiene una masa en reposo de 1,67262 1027 kg y una carga positiva equivalente a una unidad de carga del electrón. La masa de un electrón es 1.836 veces la masa en reposo de 1,67262 1027 kg.

Masa del neutrón

Los electrones son el pegamento cuántico de nuestro mundo. Sin electrones no habría química y la luz no podría interactuar con la materia. Si los electrones fueran sólo un poco más pesados o ligeros de lo que son, el mundo sería radicalmente distinto. Pero, ¿cómo puede pesarse una partícula tan diminuta que hasta ahora se consideraba puntual? Esta hazaña se ha logrado ahora en un proyecto de colaboración en el que han participado físicos del Instituto Max Planck de Física Nuclear de Heidelberg, que han “pesado” la masa del electrón con una precisión 13 veces superior a la conocida hasta ahora. Dado que la masa del electrón interviene en las constantes físicas fundamentales, es de gran importancia para la física fundamental.

Una balanza para pesos ligeros absolutos: Los físicos utilizaron esta trampa Penning para determinar la masa de un electrón forzándolo, junto con un núcleo de carbono 12, a seguir una trayectoria helicoidal. La frecuencia de revolución del ion de carbono es la base de un cálculo que, en última instancia, proporciona un valor extremadamente preciso de la masa del electrón.

Qué es el electrón

El electrón tiene una masa de 9,10938356 \times 10^{-31}$ kilogramos. Puesto que un electrón tiene masa, debe estar hecho de algún material. Tengo entendido que el electrón no es más que carga negativa. Si este es el caso, ¿qué constituye la masa del electrón ya que la carga no contiene masa? ¿De qué está hecho un electrón en términos de materia (no como carga)?

La masa que usted requiere, “algún material”, es un concepto macroscópico, y el material macroscópico emerge de la mecánica cuántica subyacente que se modela tan exitosamente con el electrón una partícula puntual con masa y carga.

Macroscópicamente la masa se define por el concepto de resistencia a la fuerza , F=ma . La fuerza a nivel cuántico no es más que dp/dt, el cambio de momento en las interacciones, y el éxito del ajuste y las predicciones del modelo estándar significa que sí, que las partículas puntuales pueden resistir la aceleración, lo que es coherente con el concepto de que tienen una masa fija.

La respuesta directa es que nadie lo sabe. La explicación de que la masa del electrón se genera por su acoplamiento al potencial de Higgs deja la pregunta de a qué está acoplado el campo de Higgs y por qué con la constante de acoplamiento que se observa.

Quark ascendente

Ernest Rutherford, pionero en el estudio del mundo interior de los átomos, dijo que toda ciencia es física o filatelia. Pero a veces la propia física consiste en recopilar las estadísticas del mundo, del mismo modo que un naturalista captura y examina mariposas.

Un valor preciso de la masa del electrón es un ejemplo del tipo de estadística que los físicos están ansiosos por recopilar. El pasado miércoles, un equipo de físicos alemanes publicó en Nature una nueva medida de la masa del electrón que ofrece una precisión de partes por billón. Según Edmund G. Myers, físico de la Universidad Estatal de Florida, que publicó una perspectiva complementaria sobre el trabajo de investigación, se trata de un “notable aumento de la precisión hasta 13 veces”.

Los científicos llevan décadas buscando un valor cada vez mejor del tamaño de la diminuta partícula. El objetivo con cada nueva medición es acercarse cada vez más al verdadero valor de me, que afina nuestra comprensión de la forma en que los átomos forman moléculas y es clave para una variedad de cálculos importantes.