Po dešimtmečio tyrimo: elektronai yra stebėtinai sferiški (3)
Imperatoriškojo Londono koledžo (Jungtinė Karalystė) mokslininkai skelbiasi atlikę kol kas pačius tiksliausius elektrono formos matavimus. Gauti rezultatai, publikuoti prestižiniame žurnale „Nature“, rodo, jog elektronas yra beveik ideali sfera.
Prisijunk prie technologijos.lt komandos!
Laisvas grafikas, uždarbis, daug įdomių veiklų. Patirtis nebūtina, reikia tik entuziazmo.
Sudomino? Užpildyk šią anketą!
Eksperimentas, užtrukęs ilgiau nei dešimtmetį, atskleidė, kad elektronui iki tobulai sferinės formos trūksta mažiau nei 10-27 centimetro. Tai reiškia, jog jeigu elektronas būtų padidintas iki Saulės sistemos dydžio, jis savo forma nuo tobulos sferos skirtųsi žmogaus plauko storiu.
Imperatoriškojo Londono koledžo mokslininkai nagrinėjo elektronus, esančius iterbio fluorido molekulės viduje. Naudodami itin tikslų lazerį, tyrėjai atliko kruopščius šių elektronų judėjimo matavimus. Jeigu elektronai nebūtų apvalūs, tuomet jų judėjimas primintų savitą vilkelio svyravimą, kuris iškreiptų visą molekulės pavidalą. Tačiau tokių iškraipymų nebuvo pastebėta.
Dabar tyrėjai ketina nustatyti elektrono pavidalą dar tiksliau. Šio darbo rezultatas svarbus nagrinėjant antimedžiagą – sunkiai pagaunamą materijos formą, kuri elgiasi kaip įprastinė medžiaga, tik pasižymi priešingu elektriniu krūviu. Pavyzdžiui, neigiamo elektrono antimaterijos atitikmuo yra teigiamai įkrautas antielektronas, dar vadinamas tiesiog pozitronu. Geriau žinodami tikslią elektroną formą, tyrėjai galėtų geriau suprasti, kaip pozitronai elgiasi ir kuo medžiaga ir antimedžiaga gali skirtis.
„Mums nepaprastai malonu, jog pavyko pagilinti žinias apie vieną iš pagrindinių medžiagos sudedamųjų dalių, – teigia straipsnio bendraautoris Džounis Hadsonas (Jony Hudson). – Nors šie matavimai buvo labai sudėtingi, jie leido patobulinti fundamentaliosios fizikos teorijas. Žmonės dažnai stebisi, jog mūsų fizikos teorijos dar nėra išbaigtos, tačiau iš tikrųjų jos yra nuolat atnaujinamos ir tobulinamos, o viso to pagrindas – vis tikslesni matavimai, kaip kad šis“.
Dabartiniai fizikos dėsniai teigia, jog Didžiojo sprogimo metu įprastinės medžiagos ir egzotiškosios antimedžiagos buvo sukurta po lygiai. Vis dėlto nors antimedžiagos egzistavimą dar 1928 metais numatė fizikos Nobelio premijos laureatas Polas Dirakas, šios materijos formos aptinkama labai mažai, daugiausia analizuojant kosminius spindulius ar radioaktyviuosius darinius.
Imperatoriškojo Londono koledžo atstovai siekia perprasti šį antimedžiagos trūkumą, bandydami aptikti vos pastebimus medžiagos ir antimedžiagos elgesio skirtumus. Faktas, kad elektronas nėra sferinės formos, leistų neabejoti, jog medžiagos ir antimedžiagos elgesys skiriasi labiau nei fizikai iki šio manė. Tai, pasak tyrėjų, leistų paaiškinti, kaip antimedžiaga sugebėjo pradingti, Visatoje palikdama įprastinę medžiagą.
„Visas pasaulis iš esmės yra sudarytas iš įprastinės medžiagos, nes antimedžiagos stebimi tik menki pėdsakai, – pasakoja kitas straipsnio bendraautorius profesorius Edvardas Hindsas (Edward Hinds). – Astronomai netgi sugebėjo pažvelgti į stebimosios Visatos pakraščius, tačiau net ir ten dominuoja medžiaga, o antimedžiagos tik trupinėliai. Fizikai tiesiog nenutuokia, kas nutiko visai antimedžiagai, todėl šis tyrimas gali padėti surasti galimus šio reiškinio paaiškinimus“.
Antimedžiagos tyrimais užsiima ir Didžiojo hadronų priešpriešinių srautų greitintuvo mokslininkai, bandydami perprasti, kas nutiko pačiomis pirmosiomis akimirkomis iškart po Didžiojo sprogimo, bei patvirtinti kai kurias neįrodytas fundamentaliosios fizikos teorijas, pavyzdžiui, supersimetriją. Žinodami, ar elektronai yra sferos, ar ovalo formos objektai, tyrėjai gali išbandyti fundamentaliųjų teorijų pagrįstumą, taip pat kitas dalelių fizikos teorijas, kurių neįmanoma patikrinti net milžiniškame greitintuve.
Tam, kad pagerintų elektrono pavidalo matavimus, mokslininkai dabar kuria naujus metodus, leisiančius atšaldyti molekules iki itin žemų temperatūrų ir valdyti jų judėjimą. Tai leis atlikti tyrimus kur kas tiksliau. Tyrėjai yra įsitikinę, jog ta pati technologijas gali būti panaudota cheminių reakcijų valdymui ir bandant suprasti sistemų, kurios yra neįkandamos kompiuterinio modeliavimo metodams, elgesį.
