Materiāla un antimatērijas līdzsvars mūsu Visumā ir grandioza mīkla, kuru fiziķi daudzu gadu desmitu laikā ir centušies atrisināt. Tagad, rūpīgi izpētot sīkos elektronus, zinātnieki ir atraduši veidu, kā punktēt i.
1897. gadā fiziķis J. Thomsons atklāja daļiņu, kas pazīstama kā elektrons. Kopš tā laika zinātnieki ir centušies rast atbildi uz ļoti interesantu jautājumu: vai elektrona forma tiešām ir perfekta bumba? Balstoties uz to, ko mēs šodien zinām par šīm daļiņām, tas patiešām tā ir. Intervijā ar futūrismu Amerikas Dabas muzeja astrofiziķis Mordekajs-Marks Maklovs to izteicis ļoti delikāti. Pēc viņa teiktā, elektroni ir apaļi "mērīšanas kļūdas robežās". Diemžēl fiziķiem šīs zināšanas nav tik daudz atbilde, cik vesela virkne vēl sarežģītāku jautājumu.
Elektronu sfēriskums: karstas debates
Saskaņā ar Visuma standarta fizisko modeli pēc Lielā sprādziena tajā vajadzēja būt vienādos daudzumos matērijas un antimateriāla. Šo divu vielu mijiedarbība neizbēgami izraisa savstarpēju iznīcināšanu tā dēvētā fotonu eksplozijas dēļ. Saskaņā ar šo loģiku Visums pašreizējā stāvoklī vienkārši nevar pastāvēt - un tomēr mēs redzam pierādījumus par pretējo.
Rezultātā zinātnieki meklē jebkādas asimetrijas pazīmes matērijas un antimateriāla attiecībās, kas varētu izskaidrot, kāpēc pirmās vielas ir daudz reizes vairāk nekā otrās. Ja elektroni būtu vienreizēji, tikai aptuveni sfēriski, tas fiziķiem varētu dot vajadzīgo pavedienu. Bet diemžēl acīmredzot viņu forma ir nevainojama. Tomēr JILA pētnieki ir demonstrējuši jaunu metodi elektronu formas izpētei, kas var palīdzēt atklāt vēlamos traucējumus.
Jaunās pieejas būtība, tāpat kā viss ģeniāls, ir pavisam vienkārša. Ja elektronam būtu elektriskais dipola moments (EDM), tas norādītu uz tā nesfērisko formu. Agrāk, meklējot EDM, zinātnieki pētīja elektronus konkrētu atomu un molekulu "staros". Diemžēl stara kustība ierobežo laiku, kurā var izmērīt elektronus, un, iespējams, šī faktora dēļ novērojumi līdz šim nav parādījuši EDM pazīmes.
JILA pētniecības grupa izvēlējās atšķirīgu pieeju. Tā vietā, lai pētītu elektronus neitrālu daļiņu straumē, viņi, izmantojot rotējošu elektrisko lauku, izolēja neorganiska savienojuma, kas pazīstams kā hafnija fluorīds, molekulāros jonus. Tā vietā, lai vienkārši lidotu kosmosā, kā tas ir ar staru, joni sāka aprakstīt mazus apļus. Tas ļāva zinātniekiem izsekot elektronu kustībai 0,7 sekundes - 1000 reizes ilgāk nekā visos iepriekšējos eksperimentos!
Reklāmas video:
Noslēpumainas parādības
Elektronu apaļās formas apstiprināšana vai atspēkošana var šķist nenozīmīga, taču ļoti svarīgu lomu spēlē pats fakts par elektronu īpašību izpēti. Pašlaik dominē uzskats, ka neatkarīgi no laika kustības fiziskie likumi paliek neaizskarami. Bet, ja zinātnieki atrod EDM, kas nav nulle, tas mainīs izpratni par fizikas pamatlīmeņiem un, iespējams, palīdzēs atrisināt lielo noslēpumu par matērijas un antimateriāla līdzsvaru, kam mēs esam parādā savu esamību.
Tagad, veiksmīgi pierādot savas metodes praktiskumu, zinātnieki sāks to uzlabot. Vadošais pētnieks Ēriks Kornels jau teica Science, ka pētnieki uzskata, ka viņi dažu gadu laikā spēs palielināt jutīgumu un līdz ar to arī mērījumu precizitāti pēc apjoma.
Arī citas grupas strādā pie līdzīgiem projektiem, lai izmērītu elektronu sfēriskumu. Piemēram, Hārvardas un Jēlas komanda ir pārliecināta, ka nākamgad viņi 20 reizes spēs samazināt aprēķinu kļūdu. Imperiālās koledžas fiziķi uzskata, ka jau esošās metodes, ja tās tiks pareizi izmantotas, aprēķinus veiks 1000 reizes precīzāk, un tas novērsīs vairākas pretrunīgi vērtētas teorijas, kuru centrā ir potenciālais elektronu EDM. Un, ja viņu ideālā forma galu galā tiks pierādīta, tad fiziķiem kaut kur citur būs jāmeklē atbilde uz vienu no visbrīnišķīgākajiem Visuma noslēpumiem.
Vasilijs Makarovs