
電子非常圓,一些物理學家對此不滿意。
研究人員在一項新的研究中報導,一個新的實驗捕獲了迄今為止最詳細的電子視圖,以揭示顆粒周圍顆粒的證據。通過點亮分子,科學家能夠解釋其他亞原子顆粒如何改變電子電荷的分佈。 [物理學中18個最大的未解決的奧秘這是給出的
電子的對稱圓度表明,看不見的顆粒不足以將電子偏向擠壓的長方形形狀或橢圓形。這些發現再次證實了一種長期存在的物理理論,稱為標準模型,它描述了宇宙中的粒子和力的行為。
同時,這一新發現可能推翻了一些替代物理理論,這些理論試圖填充標準模型無法解釋的現象的空白。康涅狄格州耶魯大學物理學系教授David DeMille說,這可能使一些可能非常不滿的物理學家回到繪圖板。
Demille告訴Live Science:“這肯定不會讓任何人都很高興。”
經過良好測試的理論
由於還無法直接觀察到亞原子粒子,因此科學家通過間接證據學習了對象。 Demille說,通過觀察圍繞帶負電荷的電子的真空中發生的事情 - 被認為是與尚未看到的粒子群蜂擁而至 - 研究人員可以創建粒子行為的模型。
標準模型描述了所有物質構建基塊之間的大多數相互作用以及對這些粒子作用的力。幾十年來,該理論成功地預測了物質的行為。
但是,該模型的解釋成功率有一些挑剔的例外。標準模型無法解釋暗物質這是一種神秘且無形的物質,它發揮了引力,但沒有發光。並且該模型與影響重要的其他基本力量並不理解重力。歐洲核研究組織(CERN)。
替代物理理論提供了標準模型不足的答案。標準模型預測,電子周圍的粒子確實會影響電子的形狀,但是在如此無限的規模上,使用現有技術幾乎無法檢測到。但是其他理論暗示,有尚未發現的重物。例如,超對稱標準模型假定標準模型中的每個粒子都有一個反物質夥伴。這項新研究的作者說,這些假設的重量級顆粒會將電子變形至研究人員應該能夠觀察到的程度。
照明電子
為了測試這些預測,新的實驗在2014年完成的努力大10倍的分辨率上凝視著電子。這兩種研究均由研究項目高級冷分子電子偶極矩搜索(ACME)進行。
研究人員尋求一種難以捉摸(未經證實的)現象稱為電偶極矩,其中電子的球形形狀出現變形 - “在一端凹陷並在另一端凸起,” Demille解釋說 - 由於影響電子電荷的沉重顆粒。
Demille說,這些粒子將比標準模型預測的粒子“大很多數量級”,因此,這是一種非常清楚的方法來判斷超出標準模型以外的新事物。 ”
在這項新研究中,ACME的研究人員以每脈衝的100萬次(每秒50次)的速度指示一束冷or-氧化物分子,進入哈佛大學地下室的一個相對較小的腔室。科學家用激光打開分子,研究了分子反射的光。在燈光下彎曲會指向電偶極力矩。
研究人員說,但是反射的光中沒有曲折,這一結果對物理理論呈現了深色陰影,該理論預測了電子周圍的重顆粒。這些粒子可能仍然存在,但它們與現有理論中描述的方式有很大不同。在聲明中。
Demille說:“我們的結果告訴科學界,我們需要認真重新考慮一些替代理論。” [奇怪的夸克和媽媽,哦,天哪!大自然的最小粒子解剖了這是給出的
黑暗的發現
雖然該實驗評估了電子周圍的粒子行為,但它也為搜索提供了重要的影響對於暗物質,迪米爾說。像亞原子顆粒一樣,無法直接觀察到暗物質。但是天體物理學家知道它在那裡,因為他們觀察到了其對恆星,行星和光線的重力影響。
Demille說:“就像我們一樣,[天體物理學家]正在尋找許多理論一直在預測的核心 - 長期以來出於很好的理由 - 應該出現信號。” “但是,他們什麼都沒看,我們什麼也看不見。”
標準模型未預測的暗物質和新的亞原子顆粒尚未直接發現。儘管如此,越來越多的令人信服的證據表明確實存在這些現象。但是,在科學家們找到它們之前,關於它們的外觀的一些長期想法可能需要被取消。
他說:“對新粒子的期望越來越像他們錯了。”
研究結果今天在線(10月17日)在《期刊》上發表自然。
最初出版在現場科學。