Ravnotežje med materijo in antimaterijo v našem vesolju je veličastna enigma, s katero se fiziki borijo že desetletja. Zdaj so znanstveniki s skrbnim preučevanjem drobnih elektronov našli način, kako preskusiti i.
Leta 1897 je fizik J. Thomson odkril delček, znan kot elektron. Od takrat se znanstveniki trudijo najti odgovor na zelo zanimivo vprašanje: ali je oblika elektrona res popolna kroglica? Glede na to, kar danes vemo o teh delcih, je res tako. Mordecai-Mark McLow, astrofizik iz Ameriškega muzeja naravoslovja, ga je v intervjuju za futurizem izrazil zelo nežno. Po njegovem mnenju so elektroni okrogli "znotraj merilne napake." Na žalost za fizike to znanje ni toliko odgovor, kot celotna serija še bolj zapletenih vprašanj.
Sferičnost elektronov: vroča razprava
Po velikem fizičnem modelu vesolja naj bi po velikem udaru vsebovala enake količine snovi in antimaterije. Medsebojno delovanje teh dveh snovi neizogibno vodi v medsebojno uničevanje zaradi tako imenovane eksplozije fotonov. Po tej logiki vesolje v trenutnem stanju preprosto ne more obstajati - in vendar vidimo dokaze za nasprotno.
Zaradi tega znanstveniki iščejo kakršne koli znake asimetrije v razmerju snovi in antimaterije, ki bi lahko razložili, zakaj je prva snov velikokrat več kot druga. Če bi bili elektroni grudasti, le približno kroglasti, bi to lahko dalo fizikom pojem, ki ga potrebujejo. Ampak, žal, njihova oblika je popolna. Vendar so raziskovalci na JILA dokazali novo metodo za preučevanje oblike elektronov, ki lahko pomaga zaznati želena popačenja.
Bistvo novega pristopa je, tako kot vse domiselno, povsem preprosto. Če bi imel elektron električni dipolni moment (EDM), bi to kazalo na njegovo nesferično obliko. Pred časom so znanstveniki v iskanju EDM proučevali elektrone v "žarkih" specifičnih atomov in molekul. Na žalost gibanje žarka omejuje čas, ki ga je mogoče izmeriti v elektrone, in morda zaradi tega dejavnika opažanja doslej niso pokazala nobenih znakov EDM.
Raziskovalna skupina JILA se je lotila drugačnega pristopa. Namesto da bi preučevali elektrone v toku nevtralnih delcev, so z vrtljivim električnim poljem izolirali molekularne ione anorganske spojine, znane kot hafnijev fluorid. Namesto da bi leteli v vesolje, kot v primeru žarka, so ioni začeli opisovati majhne kroge. To je znanstvenikom omogočilo, da spremljajo gibanje elektronov 0,7 sekunde - 1000-krat dlje kot v vseh prejšnjih poskusih!
Promocijski video:
Skrivnostni pojavi
Potrjevanje ali ovrženje okrogle oblike elektronov se morda zdi nepomembno, vendar ima samo dejstvo preučevanja lastnosti elektronov zelo pomembno vlogo. Trenutno prevladuje prepričanje, da fizični zakoni ne glede na gibanje časa ostajajo nedotakljivi. Če pa bodo znanstveniki našli ne-nič EDM, bo to spremenilo razumevanje osnovnih ravni fizike in, kar bo potencialno, pomagalo razrešiti veliko skrivnost o ravnovesju materije in antimaterije, ki ji dolgujemo že sam obstoj.
Zdaj, ko bodo znanstveniki uspešno dokazali izvedljivost svoje metode, jo bodo začeli izboljševati. Glavni raziskovalec Eric Cornell je za Science že povedal, da raziskovalci verjamejo, da bodo lahko samo v nekaj letih povečali občutljivost in s tem tudi natančnost meritev.
Tudi druge skupine delajo na podobnih projektih za merjenje sferičnosti elektronov. Na primer, ekipa iz Harvarda in Yale je prepričana, da bodo lahko prihodnje leto napako svojih izračunov zmanjšali za 20-krat. Fiziki na Imperial College verjamejo, da bodo že obstoječe metode, če bodo pravilno delovale, naredile izračune 1000-krat natančnejše, kar bo odpravilo številne sporne teorije, osredotočene na potencialni EDM elektronov. In če bo njihova idealna oblika na koncu dokazana, bodo morali fiziki iskati odgovor na eno najbolj neverjetnih skrivnosti vesolja nekje drugje.
Vasilij Makarov