Ravnoteža između materije i antimaterije u našem Svemiru veličanstvena je enigma koju fizičari bore za rješavanje već desetljećima. Sada su pažljivim proučavanjem sitnih elektrona znanstvenici pronašli način da ispričaju točke i.
1897. fizičar J. Thomson otkrio je česticu poznatu kao elektron. Od tada se znanstvenici bore da pronađu odgovor na vrlo zanimljivo pitanje: je li oblik elektrona zaista savršena kugla? Na temelju onoga što danas znamo o tim česticama, to je doista tako. U intervjuu za futurizam, Mordecai-Mark McLow, astrofizičar iz Američkog muzeja prirodne povijesti, stavio je to vrlo delikatno. Prema njegovim riječima, elektroni su okrugli "unutar mjerne pogreške". Nažalost, za fizičare to znanje nije toliko odgovor kao čitav niz još složenijih pitanja.
Sferičnost elektrona: žestoka rasprava
Prema standardnom fizičkom modelu svemira, nakon Velikog praska, trebao je sadržavati jednake količine materije i antimaterije. Interakcija ove dvije tvari neminovno dovodi do međusobnog uništavanja uslijed takozvane fotonske eksplozije. Prema toj logici, svemir u svom trenutnom stanju jednostavno ne može postojati - a ipak vidimo dokaze suprotnog.
Kao rezultat toga, znanstvenici traže bilo kakve znakove asimetrije u omjeru tvari i antimaterije koji bi mogli objasniti zašto je prva tvar mnogostruko veća od druge. Ako bi elektroni bili gnojni, samo grubo sferični, to bi fizičarima moglo dati trag. Ali, nažalost, njihov oblik je savršen. Međutim, istraživači na JILA pokazali su novu metodu za proučavanje oblika elektrona koja može pomoći u otkrivanju željenih distorzija.
Suština novog pristupa, kao i svega genijalnog, prilično je jednostavna. Ako je elektron imao električni dipolni trenutak (EDM), to bi ukazivalo na njegov nesferični oblik. Znanstvenici su ranije u potrazi za EDM proučavali elektrone u "snopovima" specifičnih atoma i molekula. Nažalost, gibanje snopa ograničava količinu vremena koje se elektroni mogu mjeriti, pa možda zbog ovog faktora opažanja do sada nisu pokazivala znakove EDM.
Istraživački tim JILA-e zauzeo je drugačiji pristup. Umjesto da proučavaju elektrone u struji neutralnih čestica, izolirali su molekularne ione anorganskog spoja poznatog kao hafnijev fluorid koristeći rotirajuće električno polje. Umjesto da lete u svemir, kao u slučaju zrake, ioni su počeli opisivati male krugove. To je omogućilo znanstvenicima da prate kretanje elektrona 0,7 sekundi - 1000 puta duže nego u svim prethodnim eksperimentima!
Promotivni video:
Tajanstvene pojave
Potvrda ili odbacivanje okruglog oblika elektrona može se činiti beznačajnim, ali sama činjenica proučavanja karakteristika elektrona igra vrlo važnu ulogu. Trenutno prevladava uvjerenje da fizički zakoni bez obzira na kretanje vremena ostaju nepovredivi. Ali ako znanstvenici pronađu ne-nulti EDM, to će promijeniti razumijevanje temeljnih razina fizike i, potencijalno, pomoći u rješavanju velike misterije oko ravnoteže materije i antimaterije, kojoj dugujemo samo svoje postojanje.
Sada, nakon što su uspješno dokazali izvodljivost svoje metode, znanstvenici će je početi poboljšavati. Vodeći istraživač Eric Cornell već je rekao Scienceu da istraživači vjeruju da će uspjeti povećati osjetljivost, a samim tim i točnost njihovih mjerenja, redom veličine u samo nekoliko godina.
Ostale skupine također rade na sličnim projektima za mjerenje sfernosti elektrona. Na primjer, tim s Harvarda i Yalea uvjeren je da će sljedeće godine moći smanjiti pogreške svojih izračuna za 20 puta. Fizičari s Imperial Collegea vjeruju da će postojeće metode, ako se pravilno rade, omogućiti 1000 puta točnije izračune, što će eliminirati brojne kontroverzne teorije usredotočene na potencijalni EDM elektrona. A ako je njihov idealni oblik u konačnici dokazan, fizičari će morati potražiti odgovor na jednu od najnevjerojatnijih misterija svemira negdje drugdje.
Vasily Makarov