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 Изучив данные о скорости изменения температур ледяных спутников пятой и шестой планеты системы, астрономы обнаружили, что она слишком высока для по-настоящему ледяной поверхности. Оказалось, что эти тела покрыты материалом, по своим свойствам резко отличающимся от земного льда.
Кофеин известен прежде всего как стимулятор, повышающий бодрость и физическую работоспособность, однако его влияние на глубинные процессы восстановления мозга во время сна остается предметом дискуссий. Систематический обзор 32 исследований показал, что кофеин не столько сокращает продолжительность сна, сколько меняет его нейрофизиологическое качество, подавляя медленноволновую активность мозга, и сдвигает спящий мозг в более поверхностное, возбужденное состояние.
Физики и математики МФТИ совместно с коллегами из Института автоматизации проектирования РАН и Университета Иннополис провели трехмерное численное моделирование защитных сейсмических барьеров — специальных сооружений, призванных обеспечить безопасность наземных строений.
Провинция Цзянсу была процветающим центром медицинской практики в Китае во времена династии Мин (1368-1644 годы нашей эры). Микроскопический анализ крошечных частиц на поверхности хирургических ножниц и пинцета из гробницы китайского врача помог выявить следы вещества, получаемого из ядовитого растения, которое, по мнению исследователей, применялось как местная анестезия во время операций.
Сотрудники Центра языка и мозга НИУ ВШЭ приняли участие в редкой для детской нейрохирургии операции с пробуждением у 11-летнего пациента с фармакорезистентной эпилепсией. Совместно с врачами НПЦ специализированной медицинской помощи детям имени В.Ф. Войно-Ясенецкого в Солнцево они сопровождали удаление участка левой височной доли, где был выявлен эпилептический очаг.
Ученые РГУ нефти и газа (НИУ) имени И. М. Губкина предложили подход к отбору малодебетных нефтегазовых месторождений, которые составляют около 88% нераспределенного фонда нефтяных участков. Модель расчета поможет вовлечь в экономический оборот от 400 до 600 миллионов тонн ранее нерентабельных запасов.
В высокогорных районах Гималаев появился новый хищник. Он не боится людей, возглавляет стаи собак и все чаще заходит в деревни. Местные жители называют его «кхипшанг». Речь идет о гибриде гималайского волка и бродячей собаки. Ученые опасаются, что этот зверь изменит хрупкий баланс местной дикой природы и в скором времени станет весьма опасным для человека.
В доколумбовых Андах принадлежность к правящему роду определяла доступ к земле, торговле и статусу, поэтому удержать все внутри семьи было вопросом выживания. Ученые выяснили, что элиты долины Чинча решали эту задачу самым прямым способом — заключая браки между родственниками на протяжении как минимум двух поколений.
При совпадении нескольких условий наши глаза способны улавливать излучение в ближнем инфракрасном спектре. Тогда сетчатка начинает работать как нелинейный фотодетектор.
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