Физики соглашаются в один голос, что современные теории, конечно, идеально работают при проведении экспериментов, но при этом они неполные. Экспериментаторы и теоретики постоянно работают над поисками Новой физики, то есть теорий, которые бы дополнили так называемую Стандартную модель элементарных частиц.На данную роль лучше всего подходит теория суперсимметрии, которая предсказывает наличие определенной пары у каждой частицы, которую не получилось обнаружить пока еще. К сожалению, подавляющее количество попыток доказать данную модель успехом не увенчались, и сегодняшний эксперимент исключением не является.
Исследовательская группа Дэвида ДеМилле, Йельский университет, совместно с Джеральдом Габриельзе и Джоном Дойлом, Гарвард, измеряла форму электрона.
Итоги были выведены из вычислений дипольного электрического момента частицы. В данном случае все зависит непосредственно от присутствия или отсутствия данной характеристики: если у электрона есть форма в виде сферы, тогда дипольный момент здесь отсутствует, однако если он вытянут хоть немного, тогда чувствительные приборы продемонстрируют присутствие дипольного момента. Таким образом, ученые определяют, если электрон симметричен относительно каждой своей оси.
При этом экспертов не интересовала исключительно форма электронного облака. По квантовой механике, каждая частица, даже электрон, должна рождать облако виртуальных частиц, постоянно появляющихся и снова исчезающих. Если Стандартная модель верна, тогда облако состоять будет из простых частиц, однако, если действует теория суперсимметрии — облако из частиц, пока неизвестных науке, электрон окружит, вызвав изменения в дипольном моменте, придав ему асимметричности.
По Стандартной модели, электрон обязан быть симметричным, то есть «круглым», а кроме того обладать дипольным нулевым моментом. Теория суперсимметрии подразумевает присутствие дипольного момента. Легко можно догадаться, что специалисты надеялись непосредственно на доказательство правоты приверженцев теории суперсимметрии. Поиск доказательств проводился постоянно в течение пятидесяти последних лет.
В исследовании ДеМилле, Габриельзе, Дойл проводили опыты в десять раз более точные, нежели все предыдущие, однако они также не породил намеков на присутствие у электрона даже самого минимального дипольного момента. Выводы следующие: электрон имеет форму сферы, диаметр его составляет 0,00000000000000000000000000001см, при этом теория суперсимметрии снова не проходит.
Отсутствие показателей невозможно списать на погрешности либо же малую чувствительность приборов. Специалисты раскрутили электрон до самой высокой скорости, просмотрев его поведение. Если б он напоминал больше бильярдный шар, то он бы вращался равномерно. Если у него продолговатая форма яйца, а кроме того ненулевой дипольный момент, тогда при вращении он постоянно бы колебался.
Эксперименты проводились на электронах в молекулах моноксида тория, ведь они могли бы продемонстрировать очевидные колебания, если б частицы обладали дипольным моментом. Колебания замерялись с помощью микроволновой спектроскопии, чувствительной к данным явлениям. Чтоб исключить влияния фоновых событий, к примеру, действие магнитного поля, специалисты попытались их исключить.
Ученые не отчаиваются даже при отрицательных результатах. В конце концов, есть вероятность, что специально для определения электронного дипольного момента необходимы наиболее чувствительные приборы, наиболее высокие энергии. Здесь может даже помочь Большой адронный коллайдер, у которого одной из задач выступает нахождение суперсимметричных частиц.
Физики рассуждают — вероятность того, что изменится что-то на уровне энергии в пару тераэлектронвольт, мала, но все-таки ждут с нетерпением нового запуска самого мощного ускорителя в мире в будущем году.
