전자는 매우 둥글며 일부 물리학자는 그것에 대해 기뻐하지 않습니다.
새로운 실험에서 레이저를 사용하여 현재까지 전자에 대한 가장 자세한 시각을 포착 한 결과, 입자를 둘러싼 입자의 증거가 밝혀 졌다고 연구진은 밝혔다. 과학자들은 분자를 조명함으로써 다른 아 원자 입자가 전자 전하의 분포를 어떻게 변화시키는 지 해석 할 수있었습니다.
전자의 대칭 진원도는 보이지 않는 입자가 전자를 찌그러진 직사각형 또는 타원으로 기울 이기에 충분히 크지 않다는 것을 제안했습니다. 이 발견은 다시 한 번 표준 모델로 알려진 오랜 물리학 이론을 확인하는데,이 이론은 우주의 입자와 힘이 어떻게 작용 하는지를 설명합니다.
동시에,이 새로운 발견은 표준 모델이 설명 할 수없는 현상에 대한 공란을 채우려 고 시도하는 몇 가지 대체 물리 이론을 뒤집을 수 있습니다. 코네티컷 주 뉴 헤이븐의 예일대 학교 물리학과 교수 인 데이비드 데밀 (David DeMille)은 공동 연구자 인 데이비드 데밀 (David DeMille)이 말했다.
DeMille은 Live Science에 "누구도 행복하게 만들지 않을 것"이라고 말했다.
검증 된 이론
아 원자 입자는 아직 직접 관찰 할 수 없기 때문에 과학자들은 간접적 인 증거를 통해 물체에 대해 배웁니다. DeMille 박사는 연구자들은 아직 보이지 않는 입자 구름으로 가득차 있다고 생각되는 음전하 전자 주변의 진공에서 일어나는 현상을 관찰함으로써 입자 행동의 모델을 만들 수 있다고 말했다.
표준 모델은 모든 물질의 빌딩 블록 사이의 상호 작용의 대부분과 입자에 작용하는 힘을 설명합니다. 이 이론은 수십 년 동안 물질의 작동 방식을 성공적으로 예측해 왔습니다.
그러나 모델의 설명 성공에는 몇 가지 잔소리가 있습니다. 표준 모델은 중력을 발휘하면서도 빛을 방출하지 않는 신비하고 보이지 않는 물질 인 암흑 물질을 설명하지 않습니다. CERN (European Research for Nuclear Research)에 따르면이 모델은 물질에 영향을 미치는 다른 기본 힘과 함께 중력을 설명하지 않습니다.
대체 물리 이론은 표준 모델이 부족한 곳에서 답을 제공합니다. 표준 모델은 전자를 둘러싼 입자가 전자의 모양에 영향을 미치지 만 기존 기술을 사용하여 거의 감지 할 수없는 무한한 규모로 예측합니다. 그러나 다른 이론은 아직 발견되지 않은 무거운 입자가 있음을 암시합니다. 예를 들어, Supersymmetric Standard Model은 표준 모델의 모든 입자에 반물질 파트너가 있다고 지정합니다. 이 가설의 중입자는 연구자들이 관찰 할 수있는 정도로 전자를 변형시킬 것이라고 새로운 연구의 저자는 밝혔다.
조명 전자
이러한 예측을 테스트하기 위해 2014 년에 완료된 새로운 실험이 이전 노력보다 10 배 더 높은 해상도로 전자를 상대로 실험했습니다. 두 가지 연구 모두 ACME (Advanced Cold Molecule Electron Electric Dipole Moment Search) 연구 프로젝트에 의해 수행되었습니다.
연구진은 전자 쌍극자 모멘트라고 불리는 애매 모호한 (그리고 입증되지 않은) 현상을 찾았는데, 전자의 구형 모양이 변형되어 "한 쪽 끝이 움푹 들어가고 다른 쪽 끝이 튀어 나왔다"고 DeMille은 설명했다.
DeMille은이 입자들이 표준 모델에 의해 예측 된 입자들보다 "많은, 수십 배 더 큰"입자들이 될 것이라고 말했다.
새로운 연구를 위해, ACME 연구원들은 펄스 당 백만 개의 속도로 초당 50 배의 차가운 토륨-산화물 분자 빔을 하버드 대학의 지하에있는 상대적으로 작은 챔버로 보내었다. 과학자들은 분자를 레이저로 압축하고 분자에 의해 반사 된 빛을 연구했습니다. 빛의 구부러짐은 전기 쌍극자 모멘트를 가리 킵니다.
그러나 반사 된 빛에는 비틀림이 없었으며,이 결과는 전자 주변의 무거운 입자를 예측 한 물리 이론에 어두운 그림자를 드리운다고 연구진은 말했다. DeMille은 성명서에서 이러한 입자는 여전히 존재할 수 있지만 기존 이론에서 설명 된 방식과는 매우 다르다고 말했다.
DeMille 박사는“우리의 결과는 과학계에 대안 이론 중 일부를 진지하게 재고해야한다고 말한다.
어두운 발견
이 실험은 전자 주변의 입자 거동을 평가하는 동시에 암흑 물질 검색에 중요한 영향을 미친다고 DeMille은 말했다. 아 원자 입자와 같이 암흑 물질은 직접 관찰 할 수 없습니다. 그러나 천체 물리학 자들은 그것이 별, 행성 및 빛에 중력에 미치는 영향을 관찰했기 때문에 거기에 있다는 것을 알고 있습니다.
DeMille은“우리와 마찬가지로 많은 이론들이 오랫동안 그리고 아주 좋은 이유로 많은 예측을하고있는 곳의 중심을 찾고있다”고 말했다. "아직도 그들은 아무것도 보지 못했고, 우리는 아무것도 보지 못했습니다."
표준 모델에 의해 예측되지 않은 암흑 물질 및 새로운 아 원자 입자는 아직 직접 발견되지 않았다. 그럼에도 불구하고 점점 더 강력한 증거들이 이러한 현상이 존재한다는 것을 시사한다. 그러나 과학자들이 그것들을 발견하기 전에, 그들이 어떻게 보이는지에 대한 오랜 아이디어는 폐기되어야 할 것이라고 DeMille은 덧붙였다.
"새로운 입자에 대한 기대는 그들이 틀렸던 것처럼 점점 더 많이 보이고있다"고 그는 말했다.
그 결과는 오늘 Nature (10 월 17 일) 저널에 온라인으로 출판되었다.
