Rovnováha medzi hmotou a antihmotou v našom vesmíre je veľkolepá záhada, ktorú sa fyzici snažia vyriešiť už mnoho desaťročí. Vedci teraz starostlivým študovaním malých elektrónov našli spôsob, ako bodkovať i.
V roku 1897 objavil fyzik J. Thomson časticu známu ako elektrón. Odvtedy sa vedci snažia nájsť odpoveď na veľmi zaujímavú otázku: Je tvar elektrónu skutočne perfektnou guľou? Na základe toho, čo vieme o týchto časticiach dnes, je to skutočne tak. V rozhovore s futurizmom to povedal Mordecai-Mark McLow, astrofyzik z Amerického prírodovedného múzea. Podľa neho sú elektróny guľaté „v rámci chyby merania“. Bohužiaľ, pre fyzikov táto znalosť nie je ani tak odpoveďou ako celá séria zložitejších otázok.
Sférickosť elektrónov: horúca debata
Podľa štandardného fyzikálneho modelu vesmíru mal po Veľkom tresku obsahovať rovnaké množstvo hmoty a antihmoty. Interakcia týchto dvoch látok nevyhnutne vedie k vzájomnému zničeniu v dôsledku takzvanej fotónovej explózie. Podľa tejto logiky vesmír v jeho súčasnom stave jednoducho nemôže existovať - a predsa vidíme dôkazy o opaku.
Výsledkom je, že vedci hľadajú akékoľvek znaky asymetrie v pomere hmoty a antihmoty, ktoré by mohli vysvetliť, prečo je prvá látka mnohokrát vyššia ako druhá. Keby boli elektróny hrudkovité, iba zhruba guľovité, mohlo by to fyzikom poskytnúť vodítko, ktoré potrebujú. Ale bohužiaľ, zdá sa, že ich tvar je dokonalý. Vedci JILA však preukázali nový spôsob štúdia tvaru elektrónov, ktorý môže pomôcť odhaliť požadované skreslenie.
Podstata nového prístupu je, rovnako ako všetko dômyselné, pomerne jednoduchá. Keby mal elektrón elektrický dipólový moment (EDM), znamenalo by to jeho nesférický tvar. Skôr, pri hľadaní EDM, vedci študovali elektróny v „lúčoch“špecifických atómov a molekúl. Pohyb lúča bohužiaľ obmedzuje čas, ktorý je možné zmerať elektrónmi, a to môže byť z tohto dôvodu, že pozorovania zatiaľ nepreukázali žiadne známky EDM.
Výskumný tím JILA zaujal odlišný prístup. Namiesto štúdia elektrónov v prúde neutrálnych častíc izolovali molekulárne ióny anorganickej zlúčeniny známej ako fluorid hafnia pomocou rotujúceho elektrického poľa. Namiesto toho, aby len preleteli do vesmíru, ako v prípade lúča, ióny začali opisovať malé kruhy. To umožnilo vedcom sledovať pohyb elektrónov 0,7 sekundy - 1000 krát dlhšie ako vo všetkých predchádzajúcich experimentoch!
Propagačné video:
Záhadné javy
Potvrdenie alebo vyvrátenie okrúhleho tvaru elektrónov sa môže zdať zanedbateľné, ale samotná skutočnosť, že skúmajú charakteristiky elektrónov, hrá veľmi dôležitú úlohu. V súčasnosti prevláda presvedčenie, že fyzikálne zákony bez ohľadu na pohyb času zostávajú neotrasiteľné. Ak však vedci nájdu nenulovú EDM, zmení to chápanie základných úrovní fyziky a prípadne pomôže vyriešiť veľké tajomstvo o rovnováhe hmoty a antihmoty, ktorej vďačíme za našu existenciu.
Vedci po úspešnom preukázaní funkčnosti svojej metódy ju začnú zlepšovať. Vedecký vedecký pracovník Eric Cornell už povedal pre vedu, že vedci veria, že budú schopní zvýšiť citlivosť, a tým aj presnosť svojich meraní, rádovo o niekoľko rokov.
Iné skupiny tiež pracujú na podobných projektoch na meranie sféricity elektrónov. Napríklad tím z Harvardu a Yale je presvedčený, že budúci rok budú môcť znížiť chyby svojich výpočtov o 20-krát. Fyzici na Imperial College sa domnievajú, že ak už správne fungujú existujúce metódy, urobia výpočty 1 000-krát presnejšie, čo eliminuje množstvo kontroverzných teórií sústredených okolo potenciálneho EDM elektrónov. A ak bude ich ideálny tvar nakoniec dokázaný, fyzici budú musieť hľadať odpoveď na jednu z najúžasnejších záhad vesmíru niekde inde.
Vasily Makarov