
電子反對預測的電子似乎是完美的,引發了有關宇宙基本構建塊之一的問題。
一個電子的形狀指的是所謂的虛擬顆粒雲的雲,這些粒子被認為圍繞著無量綱的點。科學家們已經預測,由於其正極和負極的吸引,這雲將略有劃界。
但是現在,倫敦帝國學院的物理學家喬尼·哈德森(Jony Hudson)和他的同事們已經以前所未有的細節分析了電子的形狀,發現它是一個完美的領域,可以衡量,降至一百萬千萬千萬毫米的一百萬分之一。
“如果我們要擴大電子的大小太陽系,然後我們測量了其準確的形狀至小於人頭髮的寬度。 ”哈德森告訴《生命科學》。
發現提出的問題之一是,為什麼宇宙不包含相等的電子及其稀有反物質對應物(稱為正面)的原因。 [自然界中最酷的小顆粒這是給出的
宇宙後果
科學家認為電子本身是缺乏任何高度,寬度或深度的點狀物體。同時,圍繞電子的看似空白的空間是“圍繞著成對的顆粒和反粒子,這些顆粒和反顆粒的存在和出現在內,即所謂的“虛擬顆粒” - 因此現代物理學將電子視為與周圍的虛擬粒子云無可分割的,”哈德森解釋說。
儘管精確地測量這雲超出了現代方法的能力,但科學家預測它幾乎是但不是一個球體。可以將電子視為有點像一個很小的電池,並配有正極和負極,而從相對的電線桿上拉出的原則會扭曲雲的形式。
儘管這種扭曲將非常分鐘,但後果將是宇宙規模的。例如,這種畸變可以解釋“為什麼宇宙似乎幾乎完全是重要的,沒有反物質,”哈德森說。 “當前物理學理論預測,應該大致相等物質和反物質。 ”
如果電子不圓,它可能與正電子的行為不同,這將為反物質的謎語提供可能的解釋。任何差異都可以解釋為什麼物質似乎比反物質更普遍。
這粒子物理的標準模型目前預測,電子形狀中的任何失真都太小而無法檢測到,超出了當前實驗的靈敏度約1000億倍。但是,“幾乎所有物理學家都認為,我們當前的粒子物理學理論並不是全部,也不是全部。”
例如,需要對標準模型進行修改,以便可能解釋什麼暗物質?佔宇宙中所有物質的85%的看不見,尚未確定的組件?可能是。這些修改中的許多,例如一種稱為理論超對稱性,建議電子應比標準模型所建議的要多得多。
如何測量電子
研究人員的實驗涉及在電板之間發射單氟化物分子的脈衝。然後,科學家使用激光測量分子如何在這些電場中扭曲以推斷出電子形狀。他們監視了2500萬此類脈衝。
哈德森說:“困難是我們正在努力衡量如此微小的效果。” “把它放在上下文中:如果您認為艱苦而神經元會產生一個非常小的磁場。這個磁場足夠大,可以使電子運動的運動變形,以至於我們的實驗被寵壞了。”
因此,他們必須廣泛地將其儀器屏蔽到磁場上,包括使用不會產生磁場的金屬屏蔽和定制實驗室設備。
儘管它們的測量值表明電子是球形的,但“仍然有擺動室 - 電子可能會非常扭曲,並且我們的準確性水平我們不會觀察到這種失真,”哈德森說。
“我們工作的含義是粒子物理尚未被駁回,超越其的理論也受到限制,但也沒有被駁回。 ”
他說,例如,新的測量結果對擴展標準模型的最受歡迎的理論之一,超對稱性。
科學家已經在努力進一步提高其精度。
哈德森說:“結果令人興奮,因為我們正在發現有關物質基本構建基礎之一的新事物。” “結果闡明了粒子物理學的新理論。”
哈德森和他的同事在5月26日的《大自然》雜誌上詳細介紹了他們的發現。
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