측정은 전자의 완고한 진원도

전자가 매우 둥글며 일부 물리학 자들은 그것에 대해 기뻐하지 않습니다.

새로운 실험은 레이저를 사용하여 입자를 둘러싼 입자의 증거를 나타 내기 위해 현재까지 전자에 대한 가장 상세한 견해를 포착했다고 연구진은 새로운 연구에서보고했다. 분자를 조명함으로써,과학자들은 다른 아 원자 입자가 전자의 전하의 분포를 변경하는 방법을 해석 할 수 있었다.

전자의 대칭적인 진원도는 보이지 않는 입자가 전자를 찌그러 뜨린 직사각형 모양이나 타원형으로 왜곡 할만큼 크지 않다는 것을 암시했다. 이 발견은 우주의 입자와 힘이 어떻게 행동 하는지를 설명하는 표준 모델로 알려진 오랜 물리학 이론을 다시 한번 확인합니다.

동시에,이 새로운 발견은 표준 모델이 설명 할 수없는 현상에 대한 공백을 채우려는 몇 가지 대안 물리학 이론을 뒤집을 수 있습니다. 이 드로잉 보드에 다시 아마 매우 불만 물리학을 전송,연구의 공동 저자 데이비드 드밀,뉴 헤이븐,코네티컷에있는 예일 대학에서 물리학과 교수는 말했다.

“그것은 확실히 사람을 매우 행복하게하지 않을거야,”드밀은 라이브 과학 말했다.

잘 검증 된 이론

아 원자 입자는 아직 직접 관찰 할 수 없기 때문에 과학자들은 간접적 인 증거를 통해 물체에 대해 배웁니다. 음전하를 띤 전자 주변의 진공 상태에서 일어나는 관찰함으로써—아직 보이지 않는 입자의 구름으로 진을 치고 있다고 생각-연구자들은 입자 행동 모델을 만들 수 있다고 드밀은 말했다.

표준 모델은 물질의 모든 빌딩 블록과 입자에 작용하는 힘 사이의 대부분의 상호 작용을 설명합니다. 수십 년 동안,이 이론은 물질이 어떻게 행동 하는지를 성공적으로 예측했습니다.

그러나 모델의 설명 적 성공에는 몇 가지 잔소리 예외가 있습니다. 표준 모델은 중력을 발휘하지만 빛을 방출하지 않는 신비하고 보이지 않는 물질 인 암흑 물질을 설명하지 않습니다. 이 모델은 중력을 물질에 영향을 미치는 다른 근본적인 힘과 함께 설명하지 않는다고 유럽 핵 연구기구에 따르면.

대체 물리학 이론은 표준 모델이 부족한 곳에서 답을 제공합니다. 표준 모델은 전자를 둘러싼 입자가 전자의 모양에 영향을 미치지 만,기존 기술을 사용하면 거의 감지 할 수 없을 정도로 작은 규모로 예측합니다. 그러나 다른 이론은 아직 발견되지 않은 무거운 입자가 있음을 암시합니다. 예를 들어 초대칭 표준 모델은 표준 모델의 모든 입자에 반물질 파트너가 있다고 가정합니다. 그 가상의 헤비급 입자는 연구자들이 관찰 할 수 있어야하는 정도로 전자를 변형시킬 것이라고 새로운 연구의 저자는 말했다.

전자 조명

이러한 예측을 테스트하기 위해 새로운 실험은 2014 년에 완료된 이전 노력보다 10 배 더 큰 해상도로 전자를 보았습니다; 두 조사는 차가운 분자 전자 전기 쌍극자 모멘트 검색(한국 전기)고급 연구 프로젝트에 의해 수행되었다.

연구자들은 전기 쌍극자 모멘트라는 애매한(그리고 입증되지 않은)현상을 찾았는데,전자의 구형이 변형 된 것처럼 보입니다—”한쪽 끝이 움푹 패이고 다른 쪽 끝이 부풀어 오른다”고 드밀은 설명했다-전자의 전하에 영향을 미치는 무거운 입자 때문에.

이 입자들은 표준 모델에 의해 예측 된 입자보다”많은,많은 크기의 주문 더 큰”것,”그래서 표준 모델을 넘어 새로운 일이 있는지 알 수있는 매우 명확한 방법입니다,”드밀은 말했다.

새로운 연구를 위해,한국 전기 연구원은 펄스 당 1 백만,초당 50 회,하버드 대학의 지하에있는 비교적 작은 챔버로 차가운 토륨-산화물 분자의 빔을 지시했다. 과학자들은 레이저로 분자를 기절하고 분자에 의해 다시 반사 된 빛을 연구했습니다; 빛의 굴곡은 전기 쌍극자 모멘트를 가리킬 것입니다.

그러나 반사 된 빛에는 왜곡이 없었으며,이 결과는 전자 주변의 무거운 입자를 예측 한 물리학 이론에 어두운 그림자를 드리 우고 있다고 연구진은 말했다. 그 입자들은 여전히 존재할 수 있지만 기존 이론에서 설명 된 방식과 매우 다를 것이라고 드밀은 성명서에서 말했다.

“우리의 결과는 우리가 심각하게 대안 이론의 일부를 재고 할 필요가 과학계를 알려줍니다,”드밀은 말했다.

암흑 발견

이 실험은 전자 주변의 입자 거동을 평가했지만 암흑 물질 검색에 중요한 영향을 미친다고 드밀은 말했다. 아 원자 입자와 마찬가지로 암흑 물질은 직접 관찰 할 수 없습니다. 그러나 천체 물리학 자들은 그것이 별,행성 및 빛에 미치는 중력에 미치는 영향을 관찰했기 때문에 그것이 있다는 것을 알고 있습니다.

“우리와 마찬가지로 많은 이론들이 오랫동안 그리고 아주 좋은 이유로 예측해온 곳의 중심부를 바라보고 있다”고 드밀은 말했다. “그럼에도 불구하고 그들은 아무것도 보지 못하고 있으며 우리는 아무것도 보지 못하고 있습니다.”

표준 모델에 의해 예측되지 않은 암흑물질과 새로운 아원자 입자들은 모두 아직 직접적으로 발견되지는 않았지만,여전히 강력한 증거들이 늘어나고 있는 것은 이러한 현상들이 존재한다는 것을 암시한다. 그러나 과학자들이 그들을 찾기 전에,그들이 어떻게 생겼는지에 대한 오랜 아이디어는 아마도 폐기 될 필요가 있다고 드밀은 덧붙였다.

“새로운 입자에 대한 기대는 점점 더 잘못된 것처럼 보이고있다”고 그는 말했다.

연구 결과는 오늘 온라인으로 출판되었다(10 월 28 일). 17)저널 자연.

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