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迄今最精确丈量显示电子是完善球形

发布时间:2020-03-23 11:38:59 阅读: 来源:植绒机厂家

据英国《卫报》报导,伦敦帝国理工学院的科学家对电子的形状进行了迄今最为精确的丈量,即使在10的负27次方厘米的精度上,电子依然是完善的球形。如果将电子放大到太阳系的尺度,其圆度的偏差乃至小于人类发丝的宽度。

这项发表于《自然》杂志的研究与现有理论预测结果其实不相同,对探索宇宙奥秘的科学家来讲有着深远影响。根据粒子物理标准模型的预测,电子是非常接近球形的椭圆形状,这类变形轻微到不可丈量,因此可疏忽不计;而在超对称性理论的框架内,每一个粒子都有一个比自己重的“同胞兄弟”,这就要求电子的形状必须为椭圆形。

科学家一直试图对电子的圆度进行更加准确的丈量,由于电子出现任何拉伸变形的迹象,都可能预示侧重大发现,揭露出自然界中可能存在的未知粒子,乃至解释宇宙为何由物资而非反物质构成。

伦敦帝国理工学院的物理学家乔尼·哈德森带领的研究小组通过丈量电子在电场中的晃动情况来倒推其圆度,晃动越小,电子就越圆。实验中,他们将电子与氟化镱份子“绑定”,然后施加电场,并用激光束进行丈量,每次丈量耗时仅千分之一秒。

在整整3个月时间内,研究小组对电子共进行了2500万次丈量,然后取其平均值加以分析,结果发现,电子在电场中没有任何晃动迹象,这证明电子比此前研究认为的要圆。

哈德森表示,这1结论对超对称性理论提出了挑战,欧洲大型强子对撞机实验中所“发现”的某些超对称粒子可能其实不存在。他们将对装备加以改进,希望能在未来数年内对电子进行更精确的丈量。“如果我们的精度能进一步提高,就可以很确实地验证或淘汰超对称性理论了。”

美国密歇根大学的亚伦·莱昂纳特评价说,这项研究工作提供了一个了解“宇宙高能精华”的窗口,并终究可能有助于解释宇宙的结构。

编辑圈点:

一直以来,电子的形状都被认为是非常接近于球形的椭圆形,这样才能解释有关物资和反物质的一些问题,而此次研究极为精确地丈量了电子的形状其实是几近完善的球形。从外观上看,椭圆形和球形相差无几,但在物理学研究中却有着天壤之别。一旦这1结论被进一步证实,现有的许多理论或将推倒重来,这无异于物理学研究领域一场天翻地覆的大地震。但是也没必要过于紧张,这也许也打开了人类了解宇宙的一个新窗口。(科技日报)

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