Elektronai yra absoliučiai apvalūs, o kai kurie fizikai tuo nepatenkinti.
Naujasis eksperimentas užfiksavo iki šiol išsamiausius elektronų vaizdus. Mokslininkai panaudojo lazerius, kad aptiktų daleles supančias medžiagas. Apšviesdami molekules, tyrėjai sugebėjo suprasti, kaip subatominės dalelės keičia elektronų krūvio pasiskirstymą.
- „Salik.biz“
Simetriška elektronų apskritimo forma leidžia manyti, kad nematomos dalelės nėra pakankamai didelės, kad pakeistų elektronų formą į ovalią. Tyrimo rezultatai dar kartą patvirtina seną fizikinę teoriją, žinomą kaip standartinis modelis, kuri apibūdina, kaip visatos dalelės ir jėgos elgiasi.
Ir tuo pat metu naujas atradimas gali paversti keletą alternatyvios fizikos teorijų, kuriomis bandoma surasti trūkstamą informaciją apie reiškinius, kurių standartinis modelis negali paaiškinti.
Kadangi subatominių dalelių negalima tiesiogiai stebėti, mokslininkai apie jas sužino iš netiesioginių įrodymų. Stebėdami, kas vyksta vakuume aplink neigiamai įkrautus elektronus, kuriuos, kaip manoma, supa dar nematomų dalelių debesys, tyrėjai gali sukurti subatomų elgesio modelius.
Standartinis modelis apibūdina visų materijos elementų sąveiką, taip pat jėgas, veikiančias subatomines daleles. Dešimtmečiais ši teorija sėkmingai numatė, kaip elgsis materija.
Tačiau yra keletas aspektų, kurių modelis negali paaiškinti. Pavyzdžiui, tamsiosios medžiagos, paslaptingos ir nematomos medžiagos, gebančios patraukti gravitaciją, tačiau neišskiriančios šviesos. Taip pat modelis nepaaiškina gravitacijos, kaip ir kitos pagrindinės jėgos, veikiančios materiją.
Alternatyvios fizikos teorijos siūlo atsakymus, kai standartinis modelis sugenda. Standartinis modelis prognozuoja, kad dalelės, kurios supa elektroną, daro įtaką jo formai, tačiau tokiu begaliniu mastu, kad jo neįmanoma aptikti naudojant esamą technologiją.
Reklaminis vaizdo įrašas:
Tačiau kitos teorijos sako, kad vis dar yra neatskleistų sunkių dalelių. Pavyzdžiui, supersimetriniame standartiniame modelyje teigiama, kad kiekviena standartinio modelio dalelė turi antimaterijos partnerį. Šios hipotetinės sunkiosios dalelės gali deformuoti elektronus iki taško, kurį tyrėjai gali pamatyti. Norėdami patikrinti šias prognozes, naujame eksperimente elektronai buvo apžvelgti 10 kartų daugiau nei ankstesnio bandymo 2014 m.
Tyrėjai ieškojo neįmanomo ir neįrodyto reiškinio, vadinamo elektriniu dipolio momentu, kurio metu rutulio formos elektronas deformuotas - „susmulkintas viename gale ir išgaubtas kitame“, - aiškina DeMille'as. Ši forma turėtų būti sunkiųjų dalelių įtakos elektronų krūviui pasekmė.
Šios dalelės būtų „daug, daugybe laipsnių stipresnės“nei standartiniame modelyje numatytos dalelės, todėl tai būtų „įtikinamas būdas įrodyti, ar kažkas vyksta už standartinio modelio paaiškinimų“, - sako DeMille'as.
Naujam tyrimui mokslininkai panaudojo šalto torio oksido molekulių pluoštus, kurių greitis 50 mln. Per sekundę impulsas buvo lygus 1 mln., Palyginti nedidelėje kameroje Harvardo universiteto rūsyje. Mokslininkai šaudė lazeriais į molekules ir tyrė, kaip šviesa atsispindės nuo jų; refrakcija šviesoje reikš elektrinio dipolio momentą.
Bet atspindėtoje šviesoje nebuvo iškraipymų, todėl šis rezultatas verčia abejoti fizikinėmis teorijomis, kurios numato, kad sunkios dalelės sukasi aplink elektronus. Šios dalelės gali egzistuoti, tačiau greičiausiai skirsis nuo to, kas aprašyta esamose teorijose.
„Mūsų rezultatas nurodo mokslo bendruomenei rimtai permąstyti alternatyvias teorijas“, - sako DeMille'as.
Eksperimentu buvo įvertintas dalelių, esančių aplink elektronus, elgesys, tačiau jis taip pat pateikė svarbių įžvalgų ieškant tamsiosios medžiagos. Kaip ir subatominės dalelės, tamsioji medžiaga negali būti tiesiogiai stebima. Bet astrofizikai žino, kad jis egzistuoja, nes jie pastebėjo jo gravitacinę įtaką žvaigždėms, planetoms ir šviesai.
„Panašiai kaip mes, astrofizikai žiūri ten, kur daugelis teorijų numatė signalą“, - sako DeMille'as. "Ir nors jie nieko nemato, ir mes nieko nematome".
Ir tamsiosios medžiagos, ir naujos subatominės dalelės, kurių standartinis modelis neprognozavo, lieka tiesiogiai matomos; tačiau vis daugiau įtikinamų įrodymų rodo, kad šie reiškiniai egzistuoja. Bet prieš tai, kai mokslininkai juos suras, tikriausiai verta atsisakyti kai kurių senų teorijų.
„Prognozės, kaip atrodo subatominės dalelės, atrodo vis labiau neįtikėtinos“, - sako DeMille'as.