الکترون‌ها کاملا کروی هستند

به گزارش بیگ بنگ، «مدل استاندارد» اکثر نیروها و ذرات بنیادی در جهان را توصیف می کند. این مدل یک تصویر ریاضی از واقعیت محسوب می شود و تا کنون هیچ آزمایشی نتوانسته آن را نقض کند. نبود شواهدی که بتواند این مدل را نقض کند، برای چندین دهه فیزیکدانان را متعجب کرده است. پروفسور «جرالد گابریل»  از دانشگاه نورث وسترن و عضو برنامه ACME گفت: «مدل استاندارد نمی تواند به این شیوه‌ای که هست درست باشد، زیرا نمی تواند پیش‌بینی کند که چرا جهان وجود دارد. این شکاف ِ بسیار عمیقی در علم است.»

بسیاری از مدل‌های جایگزین در تلاش برای بر طرف‌سازی شکاف‌های موجود در مدل استاندارد پیش‌بینی می کنند که گویِ به ظاهر یکنواخت الکترون به طور نامتقارن پراکنده شده است. یکی از این مدل‌ها موسوم به «مدل ابر تقارن» اعلام میدارد که ذرات زیراتمی سنگین ناشناخته بر الکترون‌ها تاثیر می گذارند تا شکل کاملا کروی آن را تغییر بدهند؛ این پدیده که هنوز تایید نشده با عنوان «گشتاور دو قطبی الکتریکی» شناخته می شود. این ذرات سنگین و کشف نشده می توانند در برخی از برجسته‌ترین رازهای جهان دخالت داشته باشند و احتمالا توضیح دهند که چرا جهان از ماده ساخته شده است، نَه از پادماده.

پروفسور گابریل گفت: «تقریبا همۀ مدل‌های جایگزین می گویند که بار الکترون شاید تحت تاثیر قرار گرفته و تغییر شکل پیدا کند، اما ما هنوز با حساسیت کافی به این مسئله نپرداخته‌ایم. به همین خاطر است که تصمیم گرفتیم با دقت بالاتری به آن نگاه کنیم.» محققان پروژه ACME با شلیک پرتوهایی از مولکول‌های سرد توریوم اکسید به درون محفظه‌ای به اندازۀ یک میز بزرگ، این سوال را بیشتر مورد بررسی قرار دادند. آنها سپس نور منتشر شده از مولکول‌ها را مطالعه کردند. این نور می تواند گشتاور دو قطبی الکتریکی را نشان بدهد. وقتی نور دچار خمیدگی نشد، دانشمندان به این نتیجه رسیدند که الکترون در واقع گرد است؛ لذا پیش‌بینی ِ مدل استاندارد به تایید رسید. نبود شواهدی از گشتاور دو قطبی الکتریکی به معنای عدم وجود شواهدی ذرات سنگین فرضی است. اگر این ذرات وجود داشته باشند، ویژگی‌های‌شان باید با ویژگی‌های پیش‌بینی شده توسط نظریه‌پردازان فرق داشته باشد.

پروفسور گابریل افزود: «اگر کشف می کردیم که الکترون شکل گِرد ندارد، بزرگترین سرخط خبری در دنیای فیزیک در چند دهه گذشته به حساب می آمد. یافته‌های ما به لحاظ علمی دارای اهمیت فراوانی است چرا که مدل استاندارد فیزیک ذرات را تقویت می کند و بر مدل‌های جایگزین خط بطلان می کِشد. نتایج ما به جامعه علمی می‌گوید که باید بطور جدی دربارۀ برخی از نظریه‌های جایگزین تجدید نظر کنیم. اندازه‌گیری ‌ای کوانتومی به پیشرفت علم فیزیک کمک شایانی می کند.»