Главная Новости Физики доказали идеально круглую форму электрона, но объяснения этого феномена нет

Почему электрон имеет идеально круглую форму?

"Стандартная модель в ее нынешнем виде не может быть правильной, потому что она не объясняет, почему существует Вселенная, - говорит Джеральд Габриэльс, профессор физики Совета попечителей Северо-Западного университета.

Идеально круглый

Стандартная модель (СМ) описывает семнадцать известных фундаментальных частиц и их взаимодействие, а также предсказывает их поведение и взаимодействие.

Одна из моделей электрона в представлении физиков

Физики, правда, не очень любят говорить, что СМ - это абстрактная математическая картина реальности, хотя ни один лабораторный эксперимент, проведенный до сих пор, не противоречит ей.

"Мы должны быть очень осторожны, делая предположения о том, что мы приближаемся к разгадке тайны, но у меня есть большая надежда, что мы приближаемся к ней на высоком уровне точности", - утверждает Габриэльс.

В своем исследовании ученые из Северо-Западного, Гарвардского и Йельского университетов изучили заряд электрона с беспрецедентной точностью, намереваясь подтвердить его идеально сферическую форму. Слегка сплюснутый заряд мог бы указывать на присутствие неизвестных, труднообнаруживаемых тяжелых частиц - открытие, которое потенциально могло бы потрясти мировое сообщество физиков.

Считается, что электрон вращается вокруг ядра атома и своей оси, в то время как облако других субатомных частиц постоянно испускается и поглощается. Несколько гипотез предсказывают, что частицы, пока еще не обнаруженные, заставят облако выглядеть слегка грушевидным.

Как выглядят квантовые частицы?

Но иследователи увидели идеально круглую сферу, что говорит о том, что некоторые типы новых частиц - если они вообще существуют - имеют свойства, отличные от ожидаемых теоретиками.

"Если бы электрон был размером с Землю, мы могли бы определить, что центр Земли смещен на расстояние в миллион раз меньше человеческого волоса, - объясняет Габриэльс. - Вот насколько чувствительна наша аппаратура".

"Исправление" Стандартной модели

Пытаясь "исправить" Стандартную модель, многие альтернативные теории предсказывают, что кажущаяся однородной сфера электрона на самом деле асимметрично сжата.

 

Одна из них - суперсимметричная модель - предполагает, что неизвестные тяжелые субатомные частицы влияют на электрон, изменяя его идеально сферическую форму - электрический дипольный момент.

Эти неоткрытые, более тяжелые частицы могут быть ответственны за некоторые из самых ярких загадок Вселенной и, возможно, объяснить, почему Вселенная состоит из материи, а не из антиматерии.

"Почти все альтернативные теории говорят, что заряд электрона вполне может быть уменьшен, - поясняет Габриэльсе. - Вот почему мы решили посмотреть на это с большей точностью, чем когда-либо прежде".

Переосмысление альтернативных теорий

В 2014 году команда провела такое же измерение с помощью более простого аппарата. Благодаря использованию усовершенствованных лазерных методов и различных лазерных частот, нынешний эксперимент оказался на порядок более чувствительным, чем его предшественник.

Габриэльс, Демилл, Дойл и их команда планируют продолжать настраивать свои приборы, чтобы делать все более точные измерения. Пока исследователи не найдут доказательств обратного, круглая форма электрона и тайны Вселенной останутся тайнами.