Новые эксперименты подтвердили, что электроны «круглые»
Американские физики снова измерили дипольный момент электрона, который мог бы придавать им слегка деформированную форму. Несмотря на рекордную точность экспериментов, никакой асимметрии обнаружить не удалось.
Электрон — заряженная частица, несущая элементарный, минимально возможный заряд. Однако заряд может быть распределен между полюсами электрона неравномерно, делая его слабым диполем. Такая асимметрия могла бы помочь с объяснением загадки доминирования материи над антиматерией, поэтому физики пытаются измерить дипольный момент электрона с максимальной точностью. Новые эксперименты довели эту точность до рекордных значений, однако ничего подобного снова не заметили: электрон оказался «круглым». Отчет о работе опубликован в журнале Science.
Теоретически после Большого взрыва во Вселенной должно было появиться равное количество материи и антиматерии. Это ключевая ее черта: если бы материи и антиматерии было одинаково, они аннигилировали бы друг друга, и возникновение звезд и всего остального было бы невозможно. Поэтому физики пытаются измерить дипольный момент электрона с максимальной точностью: фактически это может стать ключом к разгадке самой возможности нашего существования.
Сегодня в космосе явно доминирует обычная материя, а антиматерии практически нет. Этот дисбаланс остается одной из самых больших загадок современной физики, и для его объяснения выдвинуто множество гипотез. Некоторые из них требуют разного рода асимметричности в строении субатомных частиц — например, неравномерного распределения заряда в электроне, которое делает его слабым диполем. Однако измерения электрического дипольного момента электрона пока не обнаруживают никакой асимметрии. Это показали и новые эксперименты, проведенные с рекордной точностью.
Эрик Корнелл (Eric Cornell) и его коллеги из Университета Колорадо и Национального института стандартов и технологий США измеряли дипольный момент электронов в молекулах фторида гафния, где они находятся под влиянием мощнейшего электрического поля, достигающего 20 миллиардов вольт на сантиметр. Молекулы ионизировали и подвешивали в глубоком вакууме, подвергали дополнительному воздействию внешнего поля и измеряли энергетическое состояние электронов с помощью лазера.
Поведение электронов в таких условиях зависит от их электрического дипольного момента. Авторы работы сравнивают это с яйцом, которое не может стабильно стоять на одном своем конце и под действием гравитации обязательно завалится на бок. Также и в электроне: если заряды в нем распределены неравномерно, под действием внешнего поля они должны менять ориентацию определенным образом. Но, как ровная сфера устойчиво лежит на столе, так и полностью симметричный электрон не будет переходить с одного энергетического уровня на другой в зависимости от направления внешнего поля.
Именно второй вариант зарегистрировали физики в экспериментах, показав, что дипольного момента у электронов нет. По словам ученых, точность измерений более чем вдвое превысила предыдущие результаты. «Если бы электрон был размером с Землю, любая существующая асимметрия не превышала бы радиуса одиночного атома», — добавила Таня Русси (Tanya Roussy), одна из авторов работы.
Существование дипольного момента электрона может быть описано как продукт влияния виртуальных частиц, которые непрерывно появляются и исчезают на его границах. Но теперь мы знаем, что если дипольный момент и есть, то он исчезающе мал, а создавать его способны лишь экстремально массивные частицы, энергия которых достигает трех-четырех тераэлектронвольт (эВ). Для сравнения: масса протона составляет 940 мегаэлектронвольт, а того же электрона — 0,5 мегаэлектронвольта.
Частицы такой массы не позволит обнаружить даже Большой адронный коллайдер, и если асимметрия электрона действительно существует, то выявить ее помогут лишь еще более мощные инструменты следующих поколений. Кроме того, повышенная точность новых измерений с практической точки зрения может означать, что даже если какая-то асимметрия у электрона есть, она так мала, что объяснить с ее помощью дисбаланс материи и антиматерии во Вселенной не получится. Возможно, стоит усилить поиски альтернативных объяснений этому важнейшему явлению.
Telegram 
Дзен 
VK Ученые нашли убедительное свидетельство того, что Большое Магелланово Облако — одна из ближайших к нам галактик — впервые приближается к Млечному Пути. Это открытие меняет представления о будущем нашей Галактики — от орбит спутников до распределения окружающего газа.
Метеорный поток Эта-Аквариды достигнет своего максимума в ночь с 5 на 6 мая. Его частицы — осколки самой знаменитой кометы в истории, которая появляется над Землей раз в 76 лет. Ученый Пермского Политеха рассказал, как этот звездопад связан с кометой Галлея, почему у него есть «брат-близнец» и где лучше всего за ним наблюдать.
Формирование и эволюция звездных систем кажутся понятными и предсказуемыми, а их строение строго подчиняется законам физики. Строение «крылатых» радиогалактик выбивается из общих правил. Их необычная форма не имеет однозначного объяснения и остается предметом споров для астрофизиков.
Генетика интеллекта сложна и связана с разными психоневрологическими состояниями. Оказалось, то, что повышает эрудицию, может ухудшать способность решать творческие задачи, — и наоборот. Причем паттерны этих связей уникальны для каждого диагноза.
Ученые давно сделали вывод о том, что в поздней Античности монеты перестали представлять собой цену как валюта, однако не было понятно когда именно это произошло. Новое исследование погребения римского воина из бельгийского форта Оденбург показало, в какой момент монеты стали цениться просто весом металла в кошельке.
Полифенолы и другие соединения заваренного кофе в лабораторной модели связывались с ядерным рецептором NR4A1, который участвует в ответе клеток на стресс, воспаление и повреждение. Вещества меняли активность рецептора и тормозили рост опухолевых клеток, а при подавлении рецептора эффект слабел. Ученые предложили молекулярное объяснение части полезных эффектов кофе, но не проверяли их у людей.
В последнее время пуски с российских северных космодромов осуществляют без предварительного уведомления, чего не было в прошлом. Вероятно, дело в недавно упомянутых главой «Роскосмоса» атаках на Плесецк во время пуска. Сегодняшний запуск обеспечил вывод на орбиту космических аппаратов военного назначения.
Когда международная экспедиционная группа, исследующая море Уэдделла в Антарктиде на борту ледокола «Поларштерн», попыталась укрыться от шторма, ученые и экипаж судна удивились внезапному появлению острова, не обозначенного ни на одной морской карте.
Окаменелые остатки рептилии возрастом 289 миллионов лет сохранили полное анатомическое устройство грудной клетки ранних покорителей суши. Благодаря нетронутым хрящам исследователи реконструировали механику первого полноценного реберного дыхания. Наличие в тканях оригинальных белков подтвердило, что сложные органические молекулы способны сохраняться в палеонтологической летописи почти на 100 миллионов лет дольше, чем считалось.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии