Учени от Университета на Колорадо определиха най-строгите досега ограничения за потенциалния размер на разделението на електрическите заряди в електрона - или неговия т.нар. електрически диполен момент (ЕДМ).
Това все още не означава, че знаем какъв е този размер и дали изобщо съществува. Откритието обаче може да ни помогне да отсеем онези идеи, които обясняват защо Вселената не е просто едно празно пространство.
Тази загадка се отнася до баланса между материята и антиматерията във Вселената - частици с много сходни свойства, които обаче са огледални образи по определени начини, включително по отношение на състоянието на заряда им. Проблемът е следният: Стандартният модел на физиката на елементарните частици предвижда около нас да има еднакви количества материя и антиматерия, но изглежда, че това не е така.
Нещо повече - частиците на материята и антиматерията се унищожават взаимно, така че е цяло чудо, че изобщо сме преодолели Големия взрив. От това следва, че Стандартният модел е частично непълен и че съществуват други частици и взаимодействия между тях, които все още не сме открили.
И така стигаме до постоянния ЕДМ на електрона. Това измерване може да помогне за откриването на липсваща материя, защото показва нарушаване на симетрията – показва, че може би материята и антиматерията не са достатъчно противоположни, за да се унищожат напълно.
"Дисбалансът на материята и антиматерията в нашата Вселена ни мотивира да търсим неоткрити частици, които нарушават симетрията на заряд-частица", пишат изследователите в публикувания си документ.
"Представяме най-прецизното досега измерване на ЕДМ с помощта на електрони, затворени в молекулярни йони, подложени на огромно вътрешномолекулярно електрическо поле и еволюиращи кохерентно в продължение на до 3 секунди."
Тази невероятно сложна експериментална постановка включва магнитни полета, лазери, микровълни и радиочестотни полета. В крайна сметка горната граница на ЕДМ е определена и тя около 2,4 пъти по-висока отпреди и около 1 милиард пъти по-голяма от тази, предсказана от Стандартния модел.
По същество ЕДМ показва разделяне на заряда - че зарядът на електрона не е една-единствена, идеално центрирана точка, а е леко разтеглен. В това допълнително пространство може би ще намерим отговорите на въпроса защо сме се оказали с повече материя, отколкото антиматерия, и защо тези противоположни частици не са се неутрализирали взаимно.
От техническа гледна точка това представлява нарушение на симетрията на времето (TSV). Обикновено във физиката натискането на бутона за превъртане назад на даден процес изглежда като обръщане на дейността, движеща се напред във времето. Те трябва да изглеждат еднакво във всяко отношение, което прави времето симетрично.
Нарушението възниква, когато даден аспект изглежда различно в обратна посока. Въпреки че са известни примери за нарушения на симетрията на времето, нито един от тях не е достатъчно значителен, за да обясни преобладаването на един вид материя над друг.
ЕДМ на електрона би бил признак за нарушение на симетрията на времето и, ако е достатъчно голям, би могъл да обясни несъответствието в материята и нейния "движещ се назад" близнак.
Загадката в никакъв случай не е решена, но се приближаваме към обяснението, като издирваме най-малките асиметрии, които биха могли да бъдат ключови - и възможно най-прецизното познаването на постоянния ЕДМ на електрона ще бъде от решаващо значение за това.
Изследването е публикувано в Science.
Източник: Science Alert
