O estudo de como os átomos decaem radioativamente desempenhou um papel crítico no desenvolvimento do modelo padrão, nossa compreensão moderna da evolução do nosso universo desde o Big Bang. Experimentos que investigam uma forma de decadência, onde um núcleo radioativo emite uma partícula beta para se tornar mais estável, levaram a ideias revolucionárias que fazem parte do modelo padrão. O resultado mais surpreendente da decadência beta é que a natureza não é ambidestra, mas é "canhoto". Handedness refere-se ao spin de uma partícula beta; se você enrolar os dedos da mão esquerda para seguir o giro e o polegar apontar ao longo da direção do movimento, a partícula beta é canhota. Nenhuma partícula beta destra jamais foi observada.

Os cientistas produziram uma amostra pura de átomos, que decaiu, e então mediu com mais precisão o spin da partícula beta do que era feito no passado. Eles não encontraram partículas destras, reforçando a alegação de que a natureza é canhota e fornecendo aos pesquisadores uma técnica para pesquisas aprimoradas de partículas destras, bem como testes de outros aspectos do modelo padrão.

Usando lasers e campos magnéticos, os pesquisadores agora são capazes de suspender nuvens de átomos em um pequeno volume no espaço e polarizá-los com eficiência muito alta. Essas técnicas fornecem uma fonte ideal de átomos de vida curta, permitindo que o spin beta seja medido com grande precisão. Ao comparar os valores observados com a previsão do modelo padrão, tais medições são sensíveis a uma ampla variedade de "novas físicas" previstas por sucessores potenciais do modelo padrão.

O estudo de como os átomos decaem radioativamente desempenhou um papel crítico no desenvolvimento do modelo padrão, nossa compreensão moderna das forças e partículas fundamentais que governam nosso universo. Uma das maneiras pelas quais um núcleo decai, conhecido como decaimento beta, é causado pela fraca força nuclear. Em um sabor deste processo, um próton no núcleo se torna um nêutron resultando em uma partícula beta (agora conhecida como um anti-elétron) e um neutrino sendo emitido. Os experimentos que investigam o decaimento beta levaram a uma série de ideias revolucionárias que se tornaram os alicerces do modelo padrão. Talvez o mais surpreendente e esclarecedor deles veio de um experimento de 1957 que analisou a assimetria dos betas emitidos em relação ao spin nuclear inicial do cobalto-60 polarizado:demonstrou o fato surpreendente de que a natureza não é ambidestra, mas parece ser "canhoto". A destreza se refere à orientação do spin de uma partícula; se você enrolar os dedos da mão esquerda para seguir o giro e o polegar apontar ao longo da direção do movimento, a partícula é canhota. Nenhuma partícula destra (no limite de massa zero) jamais foi observada, mas não há nenhuma razão convincente para que eles não existam. Na verdade, muitas extensões propostas para o modelo padrão propõem que partículas destras existem e são apenas difíceis de detectar. A precisão aprimorada das medições de assimetria usando técnicas modernas pode melhorar as pesquisas por partículas destras, bem como testar outros aspectos fundamentais do modelo padrão.

Usando o recurso TRIUMF Neutral Atom Trap (TRINAT), uma colaboração da Texas A&M University, TRIUMF (centro nacional do acelerador de partículas do Canadá), Universidade de Tel Aviv, e a Universidade de Manitoba combinou técnicas de captura ótica magnética e de bombeamento ótico para produzir uma fonte ideal de átomos de potássio-37 de vida curta. A armadilha magneto-óptica é extremamente seletiva, apenas confinando o isótopo de interesse. Ele fornece uma nuvem muito confinada e fria de átomos altamente polarizados que decaem de uma armadilha muito rasa dentro de uma geometria excepcionalmente aberta. Isso permite aos pesquisadores medir os momentos do recuo e das filhas beta emitidas em um ambiente quase sem fundo com efeitos de espalhamento beta mínimos. Dois telescópios beta, colocado ao longo do eixo de polarização, observar o número de betas emitidos paralelos e antiparalelos à polarização nuclear. A direção da polarização é facilmente revertida simplesmente mudando o sinal da luz de bombeamento óptico circularmente polarizada. Esta é uma situação ideal para determinar a correlação do beta com o spin nuclear inicial, isso é, o parâmetro de assimetria beta.

A assimetria observada nos detectores beta determina o parâmetro de assimetria beta para o potássio-37 dentro de 0,3 por cento de seu valor. Esta é a melhor precisão relativa de qualquer medição de assimetria beta em um núcleo ou nêutron, e está de acordo com a previsão do modelo padrão. Este experimento aumentou a sensibilidade à nova física em comparação com outras pesquisas nucleares. Ele melhora a determinação do parâmetro de força de mudança de sabor de quark para este núcleo por um fator de 4. Os pesquisadores identificaram maneiras de melhorar a precisão para melhor do que uma parte por mil, Nesse ponto, o resultado será complementar às pesquisas por novas físicas em instalações de grande escala, como o Large Hadron Collider. Além de melhorar a medição do parâmetro de assimetria beta, os pesquisadores usarão o TRINAT para medir outros parâmetros de correlação polarizados e não polarizados.