Los quarks tienen cargas fraccionarias de 1/3 o 2/3 de la del electrón. Los modelos de teorías físicas más allá del modelo estándar contienen partículas con valores de carga de menos de una milésima parte de la del electrón. Podrían jugar el papel de las partículas de materia oscura y quedar atrapadas en la materia ordinaria. Un experimento de laboratorio intenta obligarlas a salir.

El descubrimiento del electrón y los primeros pasos para determinar su masa y su carga son el producto de ingeniosos experimentos realizados en 1897 por Joseph J. Thomson, y otros físicos británicos.

Se ha intentado explicar el origen de la carga elemental y de la cuantificación de su valor, que parece ser idéntico para todos los electrones y protones y para otros leptones y hadrones.

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Dirac observó esta cuantificación, porque no estaba conforme con la asimetría de las ecuaciones de Maxwell, que tratan en pie de igualdad a los campos eléctrico y magnético sin la participación de carga magnética elemental. Postuló la existencia de monopolos magnéticos, que actualmente se siguen buscando aunque algo parecido fue finalmente descubierto en sólidos.

La existencia misma de la carga eléctrica encuentra una explicación natural, como la de la fuerza electromagnética, en las teorías de Kaluza-Klein. Al extender la validez de las ecuaciones de la relatividad general a espacios-tiempos curvos con dimensiones espaciales extra, se constata que la carga eléctrica y su ley de conservación es una manifestación de la conservación del momento y de su existencia de acuerdo con una cuarta dimensión del espacio.

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También encuentra la existencia de dimensiones espaciales adicionales.

Los milifermiones, partículas de materia oscura

Uno de estos efectos lleva a postular la existencia de nuevas partículas con cargas eléctricas cuyos valores son de menos de una milésima de la del electrón: los milifermiones. Estas nuevas partículas podrían ser una fracción de la materia oscura, cuya existencia se consolidó aún más por el análisis de las mediciones de la radiación de fondo de microondas a partir de datos de la sonda Planck. De hecho, están siendo investigados en cosmología y astrofísica. También en la Tierra, en los experimentos de colisiones de haces de partículas que chocan, donde aparecerían como una especie de electrones (es decir, fermiones) pesados, pero no demasiado. Sin estas experiencias, se correría el riesgo de permanecer mucho tiempo inaccesibles, son difíciles de alcanzar por los detectores, debido a su muy baja carga y relativamente bajas tasas de producción durante las colisiones.

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Microesferas de sílice atrapadas ópticamente

Investigadores pusieron a levitar en vacío esferas de sílice. Mediante una trampa óptica con láser, inmovilizaron estas esferas en dióxido de silicio de 5 micras de diámetro. Sometidas a radiación ultravioleta, estas microesferas habrían perdido las cargas eléctricas enteras, pero no sus milicargas. Su presencia podría ser revelada sometiendo estos objetos a campos eléctricos alternos capaces de oscilar alrededor de su posición de equilibrio si contuvieran un cierto número de milicargas de un valor dado. Los físicos podrían descubrir milicargas con valor de entre una décima y 10 millonésimas del valor de la carga del electrón. Si están presentes en el experimento, entonces no deben de existir más de 2,5 en 10^14 nucleones de material investigado. #Investigación científica