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 Анализ более 150 тысяч древних звезд Млечного Пути показал, что возраст космоса, судя по всему, близок к 13,8 миллиарда лет. Авторы нового исследования заключили, что сценарии, в которых Вселенную приходится делать заметно «моложе» ради решения хаббловского кризиса, плохо согласуются с наблюдениями. Это важно, поскольку возраст старейших светил — один из немногих независимых способов проверить космологические модели не по данным ранней Вселенной, а по объектам нашей собственной Галактики.
Мы много знаем о том, как цивилизации до нас строили дома и дороги, но с объектами материальной культуры дела обстоят сложнее. Ремесленные техники часто хранились в строгом секрете и могли быть случайно утрачены при неудачном стечении обстоятельств. Так случилось с ювелирной техникой цзинь чжэ сы.
Японские исследователи выловили у берегов Окинавы пластиковую бутылку с узким горлышком, внутри которой сидел большой живой краб. В итоге ученые смогли найти ответы на несколько возникших в связи с этой находкой вопросов: как краб попал в бутылку, сколько там находился и как ему удалось выжить?
На протяжении десятилетий Тель-Авив воздерживался от этого шага, чтобы не испортить отношения с Турцией. Но после действий Израиля 2023-2026 годов официальная Анкара, как и множество государств мира, неоднократно осуждала Израиль, из-за чего изменилась и его позиция по геноциду.
Ученые Южного федерального университета исследовали новую светочувствительную молекулу и обнаружили, что она ведет себя совсем не так, как ожидалось. Благодаря необычным свойствам она может стать основой для создания умных материалов, сенсоров и лекарств, которые будут активироваться светом именно там, где нужно, например, для борьбы с опасными бактериями.
Ученые Института истории материальной культуры РАН завершили первый этап комплексного проекта по изучению перехода от мезолита к неолиту в Юго-Восточной Прибалтике. Спустя 50 лет после экспедиций выдающегося ученого ИИМК РАН Владимира Тимофеева специалисты вернулись на ключевые памятники Калининградской области, чтобы с помощью современных методов ответить на вопрос о появлении глиняной посуды в регионе аномально поздно — лишь в V тысячелетии до нашей эры.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
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