Учёные из США провели максимально точные замеры распределения зарядов внутри электронов. Благодаря этому они получили новые свидетельства абсолютной «округлости» заряда элементарной частицы, что ставит под сомнение почти все теории, которые объясняют существование Вселенной наличием асимметрии в распределении заряда в электронах.
Американские физики утверждают, что им удалось повысить точность своих замеров в 2,4 раза, однако и в этот раз они не обнаружили признаков того, что заряд внутри электрона распределён неравномерно. Группа учёных под руководством Эрика Корнелла, профессора университета Колорадо в Боулдере и лауреата Нобелевской премии по физике 2001 года, уже много десятилетий пытается найти неоднородности в распределении заряда внутри элементарной частицы.
Суть исследования в том, что, если заряд внутри электрона действительно распределён неравномерно, это объяснит почти полное отстутствие антиматерии во Вселенной. Это космологический парадокс, поскольку, согласно исследованиям, в первые мгновения своего существования Вселенная должна была содержать примерно равное количество материи и антиматерии, которые должны были взаимно аннигилировать.
Одно из возможных объяснений того, почему Вселенная до сих пор существует и в ней почти нет антиматерии — гипотеза, что свойства частиц материи и антиматерии не являются полностью симметричными. Признаки подобной асимметрии учёные ищут в свойствах элементарных частиц, в том числе нейтронов, протонов, нейтрино и электронов.
Группа Корнелла измеряла электрический дипольный момент (ЭДМ) электрона, отражающий его «округлость», то есть равномерность распределения заряда внутри частицы. Новое исследование показало, что электрон может быть абсолютно «округлым» — в противном случае замеры этого свойства частиц не достигли необходимого уровня точности.
В ходе исследования физики наблюдали за поведением электронов внутри молекулярных ионов, состоящих из фтора и гафния. При воздействии внешнего поля в этих ионах возникает ещё более сильное электрическое поле — взаимодействия этих полей со сближающимися с этими ионами электронами позволяют очень точно измерять электрический дипольный момент этих частиц.
Использование молекулярных ионов позволило увеличить точность замеров в 2,4 раза по сравнению с результатами прошлого исследования, проведённого в 2018 году. Как и в прошлый раз, физики не нашли никаких признаков, что электрический дипольный момент электрона имеет ненулевое значение, что оставляет открытым вопрос пропажи антиматерии во Вселенной.
