Balancen mellem stof og antimaterie i vores univers er en storslået gåte, som fysikere har kæmpet for at løse i mange årtier. Ved nu nøje at studere de små elektroner har forskere fundet en måde at dot i’erne på.
I 1897 opdagede fysiker J. Thomson en partikel kendt som en elektron. Siden da har forskere kæmpet for at finde et svar på et meget interessant spørgsmål: er formen på et elektron virkelig en perfekt bold? Baseret på hvad vi ved om disse partikler i dag, er dette faktisk tilfældet. I et interview med futurisme udtrykte Mordecai-Mark McLow, en astrofysiker ved American Museum of Natural History, det meget delikat. Ifølge ham er elektronerne runde "inden for målefejlen." For fysikere er denne viden desværre ikke så meget et svar som en hel række endnu mere komplekse spørgsmål.
Elektroners sfære: opvarmet debat
I henhold til den almindelige fysiske model for universet, efter Big Bang, skulle det have indeholdt lige store mængder stof og antimaterie. Interaktionen mellem disse to stoffer fører uundgåeligt til gensidig udslettelse på grund af den såkaldte fotoneksplosion. I henhold til denne logik kan universet i sin nuværende tilstand simpelthen ikke eksistere - og alligevel ser vi bevis på det modsatte.
Som et resultat er forskere på udkig efter eventuelle tegn på asymmetri i forholdet mellem stof og antimaterie, der kan forklare, hvorfor det første stof er mange gange mere end det andet. Hvis elektronerne var klumpede, kun groft sfæriske, kunne dette give fysikere den ledetråd, de har brug for. Men desværre tilsyneladende er deres form perfekt. Forskerne ved JILA har imidlertid demonstreret en ny metode til at studere formen af elektroner, der kan hjælpe med at registrere de ønskede forvrængninger.
Essensen af den nye tilgang, ligesom alt genialt, er ganske enkel. Hvis elektronet havde et elektrisk dipolmoment (EDM), ville dette indikere dets ikke-sfæriske form. Tidligere i søgningen efter EDM studerede forskere elektroner i "stråler" af specifikke atomer og molekyler. Desværre begrænser bjælkens bevægelse den tid, elektroner kan måles, og det kan være på grund af denne faktor, at observationer ikke har vist tegn på EDM indtil videre.
JILA-forskerteamet tog en anden tilgang. I stedet for at studere elektroner i en strøm af neutrale partikler isolerede de molekylære ioner af en uorganisk forbindelse kendt som hafnium fluorid ved hjælp af et roterende elektrisk felt. I stedet for bare at flyve ud i rummet, som i tilfælde af en stråle, begyndte ionerne at beskrive små cirkler. Dette gjorde det muligt for forskere at spore elektronernes bevægelse i 0,7 sekunder - 1000 gange længere end i alle tidligere eksperimenter!
Salgsfremmende video:
Mystiske fænomener
Bekræftelse eller tilbagevenden af elektronernes runde form kan virke ubetydelig, men selve faktum at studere egenskaber ved elektroner spiller en meget vigtig rolle. På nuværende tidspunkt er den herskende tro, at uanset tidens bevægelse forbliver fysiske love ukrænkelige. Men hvis forskere finder en ikke-nul EDM, vil den ændre forståelsen af de grundlæggende niveauer i fysik og potentielt hjælpe med at løse det store mysterium omkring balancen mellem stof og antimateriale, som vi skylder vores eksistens.
Efter succes med at bevise, at deres metode er anvendelig, vil forskere begynde at forbedre den. Ledende forsker Eric Cornell har allerede fortalt videnskaben, at forskerne mener, at de vil være i stand til at øge følsomheden og dermed nøjagtigheden af deres målinger efter en størrelsesorden på kun få år.
Andre grupper arbejder også på lignende projekter for at måle elektronernes kugleevne. For eksempel er et team fra Harvard og Yale overbeviste om, at de næste år vil være i stand til at reducere fejlen i deres beregninger med 20 gange. Fysikere ved Imperial College mener, at allerede eksisterende metoder, hvis de fungerer korrekt, vil gøre beregninger 1000 gange mere nøjagtige, hvilket vil eliminere en række kontroversielle teorier, der er centreret omkring den potentielle EDM for elektroner. Og hvis deres ideelle form i sidste ende er bevist, bliver fysikere nødt til at lede efter svaret på et af universets mest fantastiske mysterier et andet sted.
Vasily Makarov