Egy új mérés megerősíti, hogy az elektronok rendkívül gömbölyűek

Hogy teszteljék, vajon az elektronok tényleg gömb alakúak, fizikusok vákuum kamrában lévő elektromosan töltött hafnium-fluorid molekulákat használtak.

Az eredmény fokozza a rejtélyt, hogy miért van több anyag, mint antianyag az univerzumban. - írja a ScienceNews honlpján

Az elektronok nagyon, nagyon kerekek. Egy új mérés rekord szintű pontosággal erősíti meg a szubatomi részecske szferikus alakját. A fizikusok július 7-én számoltak be felfedezésükről a Science magazinban.

Ez a majdnem tökéletes gömbölyűség fokozza a rejtélyt, hogy az univerzum hogy lett teli anyaggal ellentétben párjával, az antianyaggal.

Bármi aszimmetria az elektron alakjában, azaz a részecske elektromos töltésének eloszlásában, rámutatna egy kapcsolódó aszimmetriára a természet törvényeiben, ami megmagyarázhatná a kozmosznak ezt a tulajdonságát.

Az elektron elektromos dipólus momentumának mérése kétszer olyan pontos, mint a korábbi legjobb elektron alak mérés.

"Nem gondolom, hogy a Guinness követi ezt, de ha követné, új világrekordunk lenne." - mondja Tanya Roussy a Colorado Boulder Egyetem fizikusa. Az új mérés olyan pontos, hogy ha egy elektron Föld méretű lenne, bármi aszimmmetria az alakjában egy mérettel kisebb lenne, mint egy atom.

Hogy megmérjék a részecske alakját, Roussy és kollégái megvizsgálták, vajon az elektronok forognak-e elektromos mezőben. Ha az elektronok nem lennének gömbölyűek, hanem enyhén tojásalakúak, az elektromos mező forgatónyomatkot gyakorolna az elektronokra, ahogy a gravitáció megdönti a végén álló tojást. Hogy megnézzék ezt a forgatónyomatékot, a csapat változásokat keresett hafnium-fluorid elektromosan töltött molekuláinak energia szintjeiben. Bármely forgatónyomaték az elektronokon különböző energiaszinteket ad a molekuláknak attól függően, hogy a "tojás" mely irányba orientálódott az elektromos mezőhöz képest.

A kutatók nem találtak eltérést a molekulák energia szintjeiben, ami megerősíti az elektron gömbölyűségét.

Hogy teszteljék, vajon az elektronok tényleg gömb alakúak, fizikusok vákuum kamrában lévő elektromosan töltött hafnium-fluorid molekulákat használtak. Forrás: https://www.sciencenews.org/article/electron-round-new-measurement-matter-physics

A legalapvetőbb szintjükön, az elektronok pontszerű részecskék, határozott méret vagy alak nélkül. De a kvantumtér elméletben az elektronokra úgy gondolnak, amiket időleges virtuális részecskék vesznek körbe, melyek ki-be ugrálnak a létezésből, és minden egyes elektronnál gömb alakú elektromos töltés holdudvart idézik elő. Ha azt találnák, hogy ez a holdudvar kicsit is tojásalakú, az rámutatna, hogy vált az univerzum aránytalanná az anyag irányába.

Az Ősrobbanásnak egyenlő részben kellet volna anyagot és antianyagot létrehoznia - a kettő egymás tükörképe, ellentétes elektromos töltéssel. De az anyag gyakori, míg az antianyag ritka az univerzumunkban. Az elméleti fizikusok azt vetették fel, hogy bizonyos szubatomi részecskék létezése az anyag irányába billenthette az egyensúlyt.

Ha ezek a részecskék léteznek, átmenetileg megjelenhetnek és eltűnhetnek az elektron körül, oly módon, hogy osszúkássá teszik az elektront.

David DeMille a Chicagoi Egyetem fizikusa, az egyik tudós, aki a korábbi legjobb elektron gömbölyűség mérést végezte, azt mondja, az ilyen részecskék olyan masszívak lennének, és ezért olyan sok energiát igényelnének az előállításukhoz, hogy felfedezhetetlenek volnának még a világ legnagyobb részecskegyorítójában is, a genfi Nagy Hadronütköztetőben. Ez teszi az elektron gömbölyűségének tanulmányait egy fontos tesztté a részecskefizikusok számára. És az ilyen kísérletek készek tovább javulni, még nagyobb tömegű részecskék tesztelésére. Mostanáig, az új eredmények nem mutatják semmi rejtett részecske nyomát, így megoldatlan marad a rejtély, hogy kerekedett felül az anyag.

(Forrás: ScienceNews: https://www.sciencenews.org/)