Pixabay License. Volné pro komerční užití

Je elektron spíš koule, nebo vajíčko?

Vědci se pokusili najít případnou asymetrii v tzv. elektrickém dipólovém momentu elektronu. Výzkum byl původně inspirován hledáním možné asymetrie mezi hmotou a antihmotou, tj. otázkou, zda jsou elektron a pozitron nutně „dokonalými“ antičásticemi.
Elektrický dipólový moment elektronu (eEDM) udává, jak rovnoměrně je tento náboj rozložen mezi severním a jižním pólem elektronu. Jakékoli měření eEDM nad nulou (poznámka: tj. „standardně“ elektronu přisuzujeme nulový dipólový moment) by potvrdilo asymetrii; elektron by byl spíše vejčitý než kulový. Nikdo však neví, jak malá tato odchylka může být. Vědci z NIST a JILA nedávno stanovili rekord v přesnosti měření eEDM, čímž vylepšili předchozí měření 2,4krát. A jak přesné to je? Pokud by elektron měl velikost Země, jejich studie zjistila, že jakákoli existující asymetrie by byla menší než poloměr atomu.
Dosáhnout takové přesnosti měření je samozřejmě obdivuhodné už samo o sobě. Vědci použili molekuly fluoridu hafnia. Pokud by na molekuly aplikovali silné elektrické pole, nekulaté elektrony by se měly tendenci s polem nějak vyrovnat a posunout se uvnitř molekuly. Dokonale kulaté elektrony by se naproti tomu nepohnuly.
„Pomocí ultrafialového laseru odebrali z molekul elektrony, čímž vytvořili sadu kladně nabitých iontů, a uvěznili je. Střídáním elektromagnetického pole kolem pasti byly molekuly nuceny se buď srovnat, nebo nesrovnat s polem. Poté vědci použili lasery k měření energetických hladin obou skupin. Pokud by se hladiny mezi nimi lišily, znamenalo by to, že elektrony jsou asymetrické,“ uvádí dále průvodní tisková zpráva.
Výsledek: Viz výše, i na nejpřesnější úrovni měření můžeme elektrony stále pokládat za koule. Dále autoři studie zdůrazňují, že šlo o „stolní“ experiment. Drahé urychlovače částic nejsou jediným prostředkem ke zkoumání základních fyzikálních otázek.

Tanya S. Roussy et al, An improved bound on the electron’s electric dipole moment, Science (2023). DOI: 10.1126/science.adg4084
Mingyu Fan et al, Probing fundamental particles with molecules, Science (2023). DOI: 10.1126/science.adi8499, www.science.org/doi/10.1126/science.adi8499
Zdroj: National Institute of Standards and Technology / Phys.org, přeloženo/kráceno

Viz také: Má elektron dipólový moment?

Poznámka: Ad ta asymetrie mezi hmotou a antihmotou, stále by bylo možné (nebo dokonce pravděpodobné?), že elektron je sice vajíčko, ale pozitron taky…

Sonda pro dopravu vzorků od Marsu prošla schválením

Evropská sonda ERO (Earth Return Orbiter), první sonda, která se na oběžné dráze jiné planety …

3 comments

  1. a mohl by mit elektron dipolovy moment, pokud je opravdu zakladni castici bez vnitrni struktury?

  2. In the Standard Model, the electron EDM arises from the CP-violating components of the CKM matrix. The moment is very small because the CP violation involves quarks, not electrons directly, so it can only arise by quantum processes where virtual quarks are created, interact with the electron, and then are annihilated.

  3. Michal Hušák

    Není elektron spíše vlna než koule ? Já ho teda normálně používám na difrakci, místo fotonů …

Napsat komentář

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *

Používáme soubory cookies pro přizpůsobení obsahu webu a sledování návštěvnosti. Data o používání webu sdílíme s našimi partnery pro cílení reklamy a analýzu návštěvnosti. Více informací

The cookie settings on this website are set to "allow cookies" to give you the best browsing experience possible. If you continue to use this website without changing your cookie settings or you click "Accept" below then you are consenting to this.

Close