ElectronCât de sferic este un electron? Există o serie de experimente care caracterizează "forma" electronului prin studiul aşa-numitului moment electric dipolar al acestuia. Ultimele rezultate experimentale arată cum electronul este sferic cu o precizie extrem de mare.

 

 

 

Acest fapt pune în dificultate acele teorii care introduc o serie de noi particule, precum particulele supersimetrice, care ar putea genera un moment electric dipolar pentru electron. LHC s-ar putea deci să nu găsească, precum spera, aceste noi particule.

Studiul electronului este extrem de fascinant, în ciuda faptului că aceasta particulă a fost descoperită acum mai bine de 100 de ani. Electronul ascunde încă multe mistere. Unul dintre aceste mistere este legat de "forma" electronului. Adică cum îl vedem în diversele interacţiuni la care participă. Îl vedem sferic? Sau ar putea să aibă o formă diversă? (Ne referim nu la forma electronului în sine, ci la cea prin care îl vedem în urma interacţiunilor cu lumea înconjurătoare).

Există o măsurătoare a formei electronului: aşa-numitul moment electric dipolar, care, în cazul unui electron perfect sferic, cum este de aşteptat să fie în cadrul Modelului Standard al fizicii particulelor elementare, ar trebui să fie zero. Dacă în realitate obţinem o valoare diferită de zero, acest fapt are implicaţii extrem de interesante şi importante în ceea ce priveşte teoria care înglobează Modelul Standard într-o teorie mai generală.

Au fost efectuate multe experimente pentru măsurarea acestei cantităţi, iar toate au dat un rezultat compatibil cu zero. Recent, au fost publicate rezultatele unui nou experiment, ACME, care a efectuat o măsurătoare extrem de precisă (cea mai precisă obţinută până în prezent). Cercetătorii au utilizat electronii din moleculele de monoxid de toriu pentru a ajunge la rezultatul dorit. Colaborarea ACME, condusă de David DeMille de la Yale University, John Doyle şi Gerald Gabrielse de la Harvard University au arătat cum că electronul este încă sferic cu o precizie de 10-29 centimetri! (adică un zero urmat de 28 de zerouri şi un 1). Un număr infim!!!

 


De ce este aşa de importantă această descoperire?

Momentul electric dipolar al electronului depinde de posibilitatea existenţei particulelor care nu fac parte din Modelul Standard; acestea s-ar genera, în perechi particulă-antiparticulă, ca perechi de particule virtuale, în jurul electronului (împreună cu celelalte particule din cadrul Modelului Standard) şi ar putea induce un moment electric dipolar diferit de zero.

Modelele supersimetrice, care atribuie fiecărei particule din cadrul Modelului Standard o pereche supersimetrică, cu o masă mai mare, prevedeau existenţa acestor noi particule într-o regiune de masă care ar fi trebui să fie vizibilă prin efectul asupra momentului dipolar al electronului.

Electronul însă "se dă rotund" – nu pare să aibă un moment electric dipolar sau, dacă îl are, este vorba despre o valoare extrem de mică.

Speranţa posibilei existenţe a particulelor supersimetrice cu o masă într-o regiune în care ar putea să fie descoperite la marele accelerator LHC de la Geneva scade în urma acestor rezultate; s-ar putea totuşi ca aceste noi particule să existe, însă va fi extrem de dificil să le vedem la Geneva.

Mulţi teoreticieni încearcă la ora actuală să pună de acord teoriile supersimetrice cu noua valoare limită pentru momentul electric dipolar al electronului; asta cel puţin până în momentul în care noi experimente nu vor reuşi să doboare actualul record şi să găsească o valoare diferită de zero, ori să coboare ulterior limita. În acest al doilea caz teoriile supersimetrice vor avea din nou de suferit.

Nu suferă însa doar teoriile supersimetrice, ci şi posibilitatea de a găsi o explicaţie pentru materia întunecata din Univers, ţinând cont că particulele supersimetrice reprezentau o posibilă explicaţie pentru acest gen de materie, ba, mai mult, explicaţia cea mai vehiculată de mulţi fizicieni.

În 2014 LHC îşi va relua activitatea după actuala perioada de îmbunătăţire a performantelor; vom vedea deci dacă experimentele care vânează noi particule (cele supersimetrice, în primul rând) vor rămâne doar la stadiul de speranţe, sau se va reuşi identificarea unei particule pe care nimeni nu a văzut-o până în prezent. În acest al doilea caz va rămâne de înţeles cum influenţează acest rezultat momentul electric dipolar al eletronului şi eventual cum de nu am văzut acest efect până în prezent.


Dacă găsiţi scientia.ro util, sprijiniţi-ne cu o donaţie.


PayPal ()
Susţine-ne pe Patreon!


Contact
| T&C | © 2020 Scientia.ro