Учёные из Университета Колорадо установили самые жёсткие на сегодня ограничения на потенциальное разнесение электрических зарядов в электроне. В рамках современных возможностей науки удалось определить, что заряд электрона абсолютно симметричен. Это позволит отбросить пустые теории о причинах дисбаланса материи и антиматерии в нашей Вселенной, которые, например, можно было бы подкрепить асимметрией заряда электрона. Но таковая, увы, не обнаружена.
Источник изображения: University of Colorado
Стандартная модель физики частиц предсказывает равное количество материи и антиматерии вокруг нас, что на самом деле не так. Частицы материи и антиматерии должны были аннигилировать вскоре после Большого взрыва — они идентичны по всем характеристикам за исключением знака заряда. Тем самым сегодня Вселенная была бы пуста, и нас бы в ней не было. Следовательно, есть вероятность, что частицы и античастицы могут отличаться чем-то пока неуловимым, поэтому так важно измерить все доступные для этого свойства частиц. Отсутствие симметрии заряда у электрона — если у него обнаружится электрический дипольный момент, пусть даже слабый — могло бы дать пищу для новых теорий о дисбалансе вещества и антивещества во Вселенной.
В эксперименте характеристики электронов измерялись лазерами, а сам подопытный электрон был помещён внутрь ионизированной молекулы (или обнаружен там). Затем на систему наводилось мощнейшее электромагнитное поле. Если бы заряд электрона был растянут, а не сосредоточен в одной точке, то он упал бы на бок «как яйцо на столе» при смене направления магнитного поля, поясняют учёные. Но электрон оставался в стабильном положении «как теннисный мячик», которому некуда и незачем катиться.
Новая точность измерений магнитного диполя электрона в 2,4 раза превысила точность измерений в предыдущем эксперименте. И эта точность была в 1 млрд выше предсказанной Стандартной моделью. Если бы электрон был размером с Землю, то учёные смогли бы увидеть асимметрию заряда размерами с радиус одного атома. Похоже, дальше нет смысла искать дипольный момент у электрона. Даже если он обнаружится, то его влияние на дисбаланс материи и антиматерии во Вселенной будет настолько небольшим, что его можно будет не учитывать.