Qué ocurrió
Física · Metrología · Física de partículas · Modelo estándar · Historia de la ciencia · Explicaciónestado del registro al 31 de agosto de 2026 · CODATA 2022 es el conjunto vigente
Medido con 0.13 partes por billón · e incapaz de afinar la prueba para la que se midió
El electrón, hasta trece cifras
Ninguna propiedad de ninguna partícula elemental se conoce con tanta precisión como el momento magnético del electrón: trece cifras, medidas en Northwestern en 2023 y publicadas como una prueba del modelo estándar con una precisión de una parte en un billón. Su carga no se mide en absoluto — desde el 20 de mayo de 2019 es una constante definida del SI, fijada por convenio. Y sin embargo la prueba más afilada que tiene la física no puede afilarse más, porque dos experimentos que miden otra constante discrepan entre sí en más de cinco desviaciones típicas y nadie puede decir cuál se equivoca. Esto es el electrón en 2026: especificado con más decimales que casi cualquier otra cosa y, dentro de la materia, capaz de comportarse como si se hubiera partido en tercios.
Las cifras Cada una leída de un registro publicado que cualquiera puede descargar: la tabla de constantes del NIST, el BIPM y los propios artículos
- 0.13 pptla precisión del momento magnético medido del electrón — la propiedad determinada con mayor exactitud de cualquier partícula elemental
- exactola carga elemental desde el 20 de mayo de 2019. Ya no se mide; es una de las siete constantes que definen el SI
- 5.5σentre las dos mejores medidas de la constante de estructura fina, cesio frente a rubidio — la brecha que impide que la prueba del electrón se afine más
- 98diagramas de Feynman, de 389 partes, que arrastraron un error en la predicción más precisa de la teoría desde 2018 hasta febrero de 2025
- 0veces que la palabra electrón aparece en el artículo de J. J. Thomson de 1897. Él escribió corpúsculo, diecisiete veces
Qué está establecido, y con qué firmeza Ordenado por estado, no por importancia. La primera columna es el grado
| Estado | Qué | Cómo se comprobó |
|---|---|---|
| Confirmado | Desde el 20 de mayo de 2019 la carga elemental está fijada en exactamente 1.602176634×10⁻¹⁹ C, una de las siete constantes que definen el SI. La permeabilidad magnética del vacío, antes exacta, lleva ahora una incertidumbre | La propia lista de constantes definitorias del BIPM; la tabla CODATA 2022 publicada por el NIST |
| Confirmado | El momento magnético del electrón es g/2 = 1.00115965218059(13), una precisión de 0.13 partes por billón — 2.2 veces mejor que el valor vigente durante 14 años, y una prueba del modelo estándar de una parte en 10¹² | Fan, Myers, Sukra y Gabrielse, Physical Review Letters 130, 071801 (2023), leído en arXiv |
| Confirmado | Dos medidas de retroceso atómico de la constante de estructura fina discrepan: 137.035999046(27) con cesio, 137.035999206(11) con rubidio. El artículo del rubidio dice sin rodeos que su valor difiere en más de cinco desviaciones típicas del resultado del cesio | Parker y otros, Science 360, 191 (2018); Morel y otros, Nature 588, 61 (2020). Ambos resúmenes leídos |
| Confirmado | Un coeficiente de cinco lazos de la teoría estuvo mal desde 2018 hasta febrero de 2025. Un segundo grupo que calculaba las mismas integrales por otro camino discrepaba en 4.8 desviaciones típicas; la diferencia se localizó en 98 diagramas de 389 partes, y el valor revisado es 6.800(128) | Volkov, Physical Review D 100, 096004 y 110, 036001; Aoyama, Hayakawa, Hirayama y Nio, Physical Review D 111, L031902 (2025) |
| Confirmado | No se ha hallado subestructura. Se excluyen masas de electrones excitados por debajo de 4.8 TeV cuando la escala de composición iguala esa masa, y la escala queda acotada por encima de 11 TeV para masas inferiores a 0.5 TeV | Colaboración ATLAS, European Physical Journal C 79, 803 (2019), 36.1 fb⁻¹ a 13 TeV |
| Confirmado | El acoplamiento que da masa al electrón nunca se ha medido. El mejor límite para la desintegración del bosón de Higgs en un par de electrones es 3.0×10⁻⁴, lo que permite un acoplamiento de hasta 240 veces el valor del modelo estándar | Colaboración CMS, Physics Letters B 846, 137783 (2023), 138 fb⁻¹; la cota sobre el modificador de acoplamiento es del propio artículo |
| Confirmado | El electrón es estable. Para la desintegración en un neutrino y un solo fotón, el límite inferior de su vida media es 6.6×10²⁸ años, dos órdenes de magnitud mejor que la cota anterior | Colaboración Borexino, Physical Review Letters 115, 231802 (2015), al 90% de confianza |
| Confirmado | No se ha detectado ningún momento dipolar eléctrico. La cota es 4.1×10⁻³⁰ e·cm — o 4.5×10⁻³⁰ bajo la prescripción estadística que usó el experimento anterior. El artículo da las dos | Roussy y otros, Science 381, 46 (2023), texto completo leído |
| Confirmado | El artículo de Thomson de 1897 no usa nunca la palabra electrón, y dice sin rodeos que el experimento no puede decir si la masa es pequeña o la carga grande. Lo que establece es una razón mil veces menor que cualquiera conocida | El artículo de Philosophical Magazine leído íntegro, en transcripción; recuentos de palabras hechos por script sobre ese texto |
| Confirmado | Dentro de la materia, la carga se fraccciona sin campo magnético alguno. El grafeno de cinco capas muestra mesetas cuantizadas en siete factores de llenado: 1, 2/3, 3/5, 4/7, 4/9, 3/7 y 2/5 | Lu, Han, Yao y otros, Nature 626, 759 (21 de febrero de 2024) |
| Confirmado, no verificable aquí | CODATA 2022 es el conjunto recomendado vigente y se publicó el 30 de abril de 2025. El próximo ajuste cierra a nuevos datos el 31 de diciembre de 2026 | La cita resuelve y el aviso de plazo está en la propia página del NIST. No se leyó el texto del artículo de revisión de 2025; sus valores se tomaron de la tabla publicada por el NIST |
| Confirmado, no verificable aquí | En los metales de fermiones pesados los electrones de conducción se comportan como si su masa fuera muy superior a la del electrón libre | El artículo de 1975 sobre CeAl₃ resuelve como se cita (Physical Review Letters 35, 1779), pero no se leyó su texto, de modo que aquí no se cita ningún múltiplo |
| Sin confirmar | Cuándo entró en uso la palabra electrón, quién la acuñó y qué significó al principio. Circulaba antes del corpúsculo de Thomson y denotaba otra cosa | Ningún registro alcanzable en este trabajo establece la fecha, la persona ni la publicación. Se deja como laguna en lugar de rellenarse |
El electrón, según su especificación Los valores recomendados, CODATA 2022, con la incertidumbre relativa que lleva cada uno.
| Magnitud | Valor | Incertidumbre relativa |
|---|---|---|
| Carga eléctrica | −1.602176634×10⁻¹⁹ C | exacto, por definición |
| Espín | ½ | exacto, por definición |
| Factor g | −2.00231930436092(36) | 1.8×10⁻¹³ |
| Anomalía del momento magnético | 1.15965218046(18)×10⁻³ | 1.6×10⁻¹⁰ |
| Masa en la unidad de masa atómica unificada | 5.485799090441(97)×10⁻⁴ u | 1.8×10⁻¹¹ |
| Masa relativa al protón | 5.446170214889(94)×10⁻⁴ | 1.7×10⁻¹¹ |
| Masa | 9.1093837139(28)×10⁻³¹ kg | 3.1×10⁻¹⁰ |
| Equivalente en energía de la masa | 0.51099895069(16) MeV | 3.1×10⁻¹⁰ |
| Longitud de onda Compton | 2.42631023538(76)×10⁻¹² m | 3.1×10⁻¹⁰ |
| Cociente carga-masa | −1.75882000838(55)×10¹¹ C/kg | 3.1×10⁻¹⁰ |
Y el mismo electrón, donde el registro se acaba Seis propiedades sin valor medido. Cada una tiene en su lugar una cota, y una cota es un número más un convenio.
| Propiedad | En qué punto está | La cota, y quién la fijó |
|---|---|---|
| Si alguna vez se desintegra | Nunca observada. El límite es unas 4.8×10¹⁸ veces la edad actual del universo, lo cual no equivale a decir “es estable”. | Vida media > 6.6×10²⁸ años al 90% de confianza, para el canal a un neutrino y un fotón — Borexino, 2015. |
| Momento dipolar eléctrico | Compatible con cero. Un valor por encima de la cota sería física que el Modelo Estándar no contiene. | Menor que 4.1×10⁻³⁰ e·cm al 90% de confianza — Roussy y colegas, 2023; 4.5×10⁻³⁰ bajo el criterio que usó la medida anterior de ACME. |
| Si está hecho de algo | Ninguna prueba de subestructura. Las búsquedas buscan un estado excitado, y no ha aparecido ninguno. | Escala de composición por encima de 11 TeV para un electrón excitado más ligero que 0.5 TeV — ATLAS, 2019, a partir de 36.1 fb⁻¹ a 13 TeV. |
| Su tamaño | Nunca se ha medido un radio. Es puntual hasta el límite de cada búsqueda anterior, y eso es un techo sobre su extensión, no un valor para ella. | Ninguna. El radio clásico del electrón, 2.8179403205(13)×10⁻¹⁵ m, es una combinación de otras constantes que CODATA lista como derivada — no es una extensión, y nada se ha medido a esa escala. |
| El acoplamiento que le da su masa | Nunca medido. La única sonda directa es una desintegración del Higgs que el Modelo Estándar espera dominada por diagramas que no contienen el acoplamiento en absoluto. | Fracción de desintegración a un par de electrones por debajo de 3.0×10⁻⁴ al 95% de confianza, lo que permite que el acoplamiento sea hasta 240 veces su valor en el Modelo Estándar — CMS, 2023. |
| La constante contra la que se contrasta su momento magnético | Dos medidas independientes de la constante de estructura fina discrepan entre sí mucho más que la incertidumbre declarada de cualquiera de ellas. Es esto, y no la precisión de la medida del electrón, lo que limita la prueba más exigente de la física. | No hay cota — hay una discrepancia. Los valores de cesio y rubidio se comparan en la sección tres. |
Cronología
Casi ciento treinta años del mismo objeto Cada entrada es una publicación fechada, y cada cita resuelve al volumen y las páginas indicados
- 1897J. J. Thomson mide la razón masa-carga de los rayos catódicos y obtiene 10⁻⁷ frente a 10⁻⁴ del ion hidrógeno. Llama corpúsculo al portador y afirma que el resultado no puede decir si la masa es pequeña o la carga grande
- ago 1913R. A. Millikan publica la primera medida directa de la carga elemental, en Physical Review 2, 109
- dic 1926La mecánica ondulatoria de Schrödinger llega a Physical Review. El electrón pasa a ser una función de onda, y las órbitas, orbitales
- dic 1927Davisson y Germer difractan electrones en un cristal de níquel. La partícula se comporta como una onda en el laboratorio
- 1 feb 1928Dirac publica la ecuación relativista. El espín un medio y g = 2 salen de las matemáticas en lugar de ser introducidos
- ago 1947Lamb y Retherford hallan un desdoblamiento entre dos niveles del hidrógeno que la teoría de Dirac dice que deberían coincidir
- ago 1948Kusch y Foley miden un momento magnético que no es exactamente g = 2. La diferencia entre 2 y lo medido se convierte en el número más calculado de la física
- 31 may 1982Tsui, Störmer y Gossard observan el efecto Hall cuántico fraccionario; Laughlin lo explica un año después con excitaciones de carga fraccionaria
- 6 jul 1987Van Dyck, Schwinberg y Dehmelt comparan los factores g del electrón y del positrón en una trampa de Penning — la prueba de referencia de la simetría CPT en el sector leptónico
- 20 may 2019Se redefine el SI. La carga elemental deja de ser una magnitud medida y pasa a ser definida; la incertidumbre se traslada a otra parte
- 17 sep 2019Sergey Volkov publica un cálculo independiente de cinco lazos. Discrepa del valor vigente en 4.8 desviaciones típicas, y la discrepancia durará cinco años
- 2023Fan, Myers, Sukra y Gabrielse miden g/2 con 0.13 partes por billón, 2.2 veces mejor que el valor vigente desde 2008
- jun–ago 2023Se observan estados Hall anómalos cuánticos fraccionarios en diteluro de molibdeno retorcido — carga fraccionaria sin ningún campo magnético externo
- 7 jul 2023Un grupo de JILA estrecha la cota del momento dipolar eléctrico del electrón en un factor de unos 2.4, usando electrones retenidos dentro de iones moleculares hasta tres segundos
- oct 2023El Premio Nobel de Física va a Agostini, Krausz y L’Huillier “por métodos experimentales que generan pulsos de luz de attosegundos para el estudio de la dinámica electrónica en la materia”
- 21 feb 2024El mismo efecto aparece en grafeno pentacapa rombohédrico, en siete factores de llenado distintos y aún a campo cero
- 2 ago 2024Volkov publica la contribución completa de cinco lazos. La discrepancia se cifra ya en cinco desviaciones típicas y sigue sin explicación
- 25 feb 2025Aoyama, Hayakawa, Hirayama y Nio dividen la contribución en 389 partes, hallan que las diferencias de 98 diagramas no están distribuidas al azar, los recalculan con más estadística, y la discrepancia se cierra
- 30 abr 2025CODATA 2022 se publica en Reviews of Modern Physics. Es el conjunto recomendado vigente para las propiedades del electrón
- 31 dic 2026La fecha de cierre de datos del próximo ajuste CODATA. Lo que no esté publicado o depositado como preprint para entonces espera al siguiente
Lo que no cabe en una cronología Tres cosas que una cronología no puede sostener, por tres razones distintas
Lo más antiguo de aquí está entre lo mejor evidenciado, y es un accidente. El artículo de Thomson de 1897 puede leerse entero y contarse; el de Millikan de 1913, dieciséis años más reciente, no pudo abrirse para esta pieza, así que no se cita nada de él ni se repite ninguna cifra suya. Lo que decide no es la edad, sino si alguien puso el texto donde un lector puede alcanzarlo.
El bautizo no cabe en ninguna parte. La palabra electrón circulaba antes de que Thomson llamara corpúsculo a su portador, y no significaba una partícula. Eso se desprende de su propio artículo, que nunca la usa. Quién la introdujo, en qué año y para qué — nada de eso pudo establecerse desde ningún registro alcanzable aquí, de modo que falta arriba en lugar de aproximarse. Es el hueco más interesante de este relato: el objeto tomó su nombre de otra idea, y el traspaso queda sin documentar en esta página.
La pregunta interpretativa no tiene fecha porque no tiene resolución. Si la función de onda es conocimiento, un mundo que se ramifica objetivamente, una onda piloto o la creencia de un agente no lo zanja ninguna medida de la lista anterior, y ninguna fuente leída para este artículo incide en ello. Las matemáticas están acordadas. De qué tratan esas matemáticas, no, y no lo está desde hace un siglo.
- 1897legible íntegro hoy; el artículo de 1913 no
- ?el año en que la palabra entró en uso, y para qué
- 100años desde la mecánica ondulatoria, y la pregunta sigue abierta
El argumento
La precisión no es la limitación Lo que la medida de 2023 puede y no puede hacer, en palabras de quienes la hicieron
El grupo de Northwestern fija la posición él mismo. Su medida, escriben, es “la propiedad determinada con mayor exactitud de una partícula elemental” y “pone a prueba la predicción más precisa del modelo estándar hasta 1 parte en 10¹²”. Y luego, en el mismo resumen: la prueba “mejoraría un orden de magnitud si se eliminara la incertidumbre de las medidas discrepantes de la constante de estructura fina α”.
Esa frase lo es todo. La predicción del modelo estándar para el momento magnético del electrón es una función de α, así que la comparación vale exactamente lo que valga el valor independiente de α que se le meta. Dos experimentos de retroceso atómico han medido α con más precisión que una parte en 10⁹, y no coinciden. La diferencia está en la décima cifra significativa y es mayor que la incertidumbre declarada por cualquiera de los dos equipos. Ninguno lo atribuye al cesio frente al rubidio; ambos lo tratan como un sistemático no identificado en alguna parte.
La consecuencia se ve en las constantes publicadas y es fácil pasarla por alto. El valor recomendado de α lleva una incertidumbre relativa de 1.6×10⁻¹⁰ — alrededor del doble de la incertidumbre de la mejor medida individual. El número determinado con más cuidado de toda la física se cita con menos precisión de la que se ha medido, porque dos medidas discrepan y nadie puede demostrar cuál se equivoca. Esa comparación es aritmética propia de este artículo sobre las cifras publicadas, no una afirmación de ninguna de las fuentes.
- 1 en 10¹²con qué finura la medida pone a prueba hoy el modelo estándar
- 10×cuánto más fina sería si los dos valores de α coincidieran
- 2×peor que la mejor medida individual, en el valor recomendado de α
Las dos medidas, una al lado de la otra Ambas son medidas de retroceso sobre un átomo frío; la diferencia es qué átomo
| Fuente | Inversa de la constante de estructura fina | Incertidumbre relativa |
|---|---|---|
| Retroceso de cesio, 2018 | 137.035999046(27) | 2.0×10⁻¹⁰ |
| Retroceso de rubidio, 2020 | 137.035999206(11) | 81 ppt |
| Implicado por la medida de g/2 de 2023 más la teoría | 137.035999166(15) | 0.11 ppb |
| Recomendado por CODATA 2022 | 137.035999177(21) | 1.6×10⁻¹⁰ |
Y la teoría arrastró un error durante cinco años Lo halló una segunda persona calculando las mismas integrales por otro camino
La predicción con la que se compara la medida llega a cinco lazos. En 2019 Sergey Volkov calculó los diagramas de cinco lazos sin bucles leptónicos y obtuvo 6.793(90), donde el valor vigente era 7.668(159) — 4.8 desviaciones típicas de diferencia. En 2024 completó el total y la brecha se recalificó en cinco desviaciones típicas. Ninguno de los dos resultados dijo a nadie dónde estaba la diferencia.
La resolución llegó en febrero de 2025, y el método es lo interesante. Aoyama, Hayakawa, Hirayama y Nio descompusieron la contribución en 389 partes para poder comparar los dos cálculos diagrama a diagrama. Ningún diagrama individual estaba significativamente desviado. Pero las diferencias de 98 diagramas que comparten una estructura común no estaban distribuidas al azar — se inclinaban hacia un lado, y fue su acumulación la que produjo las cinco desviaciones típicas. Recalcular esos 98 con más estadística de Monte Carlo dio 6.800(128), que concuerda con Volkov dentro de una vigésima parte de una desviación típica.
Dos números que no son el mismo número. El 6.800 revisado sustituye al 7.668 y es la suma sobre diagramas sin bucles fermiónicos. El 5.891 de Volkov es la contribución total de cinco lazos — otra suma. Puestos lado a lado como si fueran una sola magnitud, la resolución se lee como un error de aritmética; separados, se lee como lo que fue: la maquinaria de corrección de errores del campo funcionando exactamente como debe, despacio y en público.
- 389partes en que se dividió la contribución para poder comparar los dos cálculos
- 98de ellas se inclinaban igual; ninguna estaba significativamente mal
- 5 añosentre la primera discrepancia y el hallazgo de su causa
Lo que añaden otros
Otros cuatro frentes donde se aprieta al electrón Ninguno trata de precisión, y cada uno pregunta algo distinto sobre qué es esta cosa
1982 → 2024 · materia condensada
Dentro de la materia se descompone
- El efecto Hall cuántico fraccionario se vio en 1982 y se explicó en 1983 con excitaciones que llevan una fracción de la carga del electrón — la unidad supuestamente indivisible, comportándose como si se partiera
- Desde 2023 la misma fraccionalización ocurre sin ningún campo magnético externo: primero en diteluro de molibdeno retorcido, luego en grafeno pentacapa en siete factores de llenado
- Los autores lo llaman una plataforma para aniones y para computación cuántica topológica. Nada de esto dice que un electrón libre en el vacío sea divisible. Son excitaciones colectivas en un medio, y esa es la distinción que las versiones divulgativas pierden con más frecuencia
2023 · el límite de CMS
El parámetro que le da masa nunca se ha medido
- El mejor límite para el bosón de Higgs desintegrándose en un par de electrones es 3.0×10⁻⁴, con 138 fb⁻¹ de datos de CMS. Eso permite un acoplamiento del electrón de hasta 240 veces el valor del modelo estándar
- La tasa predicha es de unos 5×10⁻⁹, unos cinco órdenes de magnitud por debajo de lo que el LHC alcanza. Una futura fábrica de Higgs de electrón-positrón es la propuesta habitual para cerrarlo
- Un detalle del artículo de CMS que afila el asunto: incluso esa tasa minúscula se espera que esté dominada por diagramas que no contienen en absoluto el acoplamiento de Yukawa del electrón. La única sonda directa del acoplamiento es una desintegración que la teoría dice que es sobre todo otra cosa
2015 → 2023 · resultados nulos
Lo que se ha buscado y no se ha encontrado
- Sin subestructura. Se excluyen masas de electrones excitados por debajo de 4.8 TeV cuando la escala de composición iguala la masa; para masas inferiores a 0.5 TeV la escala queda acotada por encima de 11 TeV
- Sin momento dipolar eléctrico. Por debajo de 4.1×10⁻³⁰ e·cm, lo que restringe extensiones con violación de CP muy por encima de lo que alcanza cualquier colisionador próximo. El mismo artículo da 4.5×10⁻³⁰ bajo otro convenio estadístico, y lo dice
- Sin desintegración. La vida media para desintegrarse en un neutrino y un fotón supera los 6.6×10²⁸ años — unas 5×10¹⁸ veces la edad del universo, y es una prueba de la conservación de la carga más que del electrón en sí
2023 · el Nobel
Y ahora se le puede ver moverse
- El Premio Nobel de Física de 2023 se concedió a Pierre Agostini, Ferenc Krausz y Anne L’Huillier “por métodos experimentales que generan pulsos de luz de attosegundos para el estudio de la dinámica electrónica en la materia”
- Un attosegundo es 10⁻¹⁸ segundos. La mención del premio dice con sus propias palabras para qué sirve la herramienta: el estudio de la dinámica electrónica — no el electrón como objeto, sino el electrón en movimiento
- Es un correctivo útil para el resto de esta página. Casi todo lo anterior es un número sobre el electrón. Esta línea de trabajo lo trata como algo que hace cosas, en la escala de tiempo en que las hace
Conclusión
Así que qué es un electrón en 2026 Lo que se sostiene, lo que lo frena, lo que conviene sujetar flojo, y cuándo se mueve otra vez
Lo que se sostiene
El electrón es elemental hasta donde nadie ha podido mirar: sin subestructura hasta 11 TeV, sin momento dipolar hasta 4.1×10⁻³⁰ e·cm, sin desintegración en 6.6×10²⁸ años. Su momento magnético es la propiedad conocida con más precisión de cualquier partícula elemental, y su carga no es una medida en absoluto sino una constante definitoria del SI. Esos cuatro hechos descansan en registros publicados que cualquiera puede descargar, y ninguno está en disputa.
Qué está frenando todo lo demás
Un desacuerdo, y sobre otra constante. Hasta que cesio y rubidio se reconcilien, la prueba más afilada de la física se queda donde está, y quienes hicieron la medida lo dicen en su propio resumen. Una tercera determinación independiente de α haría más por el electrón que otro decimal en su momento magnético — una posición inusual para un campo, y digna de seguimiento precisamente por eso.
Lo que conviene sujetar flojo
Cada cota anterior es un resultado nulo, es decir, una sensibilidad y no un valor, y todas se moverán. La cota del momento dipolar cambia en un factor de 1.1 según qué convenio estadístico se aplique — el artículo imprime los dos. Y la teoría con la que se comparan las medidas arrastró un coeficiente equivocado durante cinco años sin que nada fuera del cálculo lo revelara. De qué tratan las matemáticas no lo decide nada de esto: ninguna medida del registro anterior favorece una interpretación de la mecánica cuántica sobre otra.
Cuándo cambiará esta página
El 31 de diciembre de 2026 es la fecha de cierre de datos del próximo ajuste CODATA, así que todos los valores de la tabla anterior quedan fijos hasta entonces y después se mueven de golpe. Lo demás queda abierto: una tercera medida de α cambiaría el argumento de este artículo más que cualquier otra cosa a la vista, y nadie ha anunciado ninguna.