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In a recent experiment to measure the mass of the proton, it was obtained a value three times more accurate than the value recommended by CODATA. However, the values are incompatible, with the difference between them being three times greater than the standard deviation of the most recent measure. This difference has no explanation in the standard physics. In this work, we investigate the discrepancy between these two values of proton mass in the context of the extra dimensional theories. With this goal, we did a brief review of the Kaluza-Klein theory and the ADD model of extra dimensions, proposed by Arkani-Hamed, Dimopoulos and Dvali and study the modifications on the gravitational potential caused by the existence of additional dimensions. We also discuss the effects of the extra dimensions on the spectroscopy of atomic systems. We then describe the experiments that measure the mass of the particles through Penning’s trap and discuss the possibility that corrections of gravitational potential energy associated with extra dimensions provide a better understanding for the proton mass problem.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES

Em um experimento recente, para medir a massa do próton, foi obtido um valor três vezes mais preciso do que o valor recomendado pelo CODATA. Porém, os valores são incompatíveis, sendo a diferença entre eles três vezes maior do que o desvio padrão da medida mais recente. Observamos que esta diferença não tem nenhuma explicação na física convencional. Nesta dissertação, então, investigamos a discrepância entre esses dois valores da massa do próton no contexto das teorias de dimensões extras. Para isso, fizemos uma breve revisão sobre a teoria de Kaluza-Klein e do modelo ADD de dimensões extras, proposto por Arkani-Hamed, Dimopoulos e Dvali, comentando acerca de como o potencial gravitacional é alterado pela possível existência de um universo com dimensões suplementares e como isso afetaria a espectroscopia de sistemas atômicos. Em seguida, falamos sobre os experimentos que medem a massa das partículas, através da armadilha de Penning, e discutimos a possibilidade de que correções da energia potencial gravitacional associadas a dimensões extras propiciem um melhor entendimento para o problema da massa do próton.