طبق تحقیقات جدید؛ الکترون‌ها کاملاً کروی هستند!
مجله علمی ایلیاد - فیزیکدانان موسسه‌ی «ACME» شکل بار الکتریکی الکترون را با دقت بی‌سابقه‌ای اندازه گرفته‌اند و تایید کرده‌اند که شکل آن بسیار گرد است. نتایج این تحقیق در مجله‌ی Nature چاپ شده است و مدل استاندارد در فیزیک ذرات را تایید می‌کند، ولی به نظر می‌رسد چندین تئوری دیگر باید مورد بازبینی قرار گیرند.
مدل استاندارد در مورد بسیاری از نیروها و ذرات بنیادین در جهان، توضیح مناسبی ارائه می‌دهد. این مدل در واقع تصویری ریاضیاتی از واقعیت ارائه می‌دهد و تا کنون طی هیچ آزمایشی نقض آن ثابت نشده است. عدم وجود تناقض برای این مدل، برای دهه‌های متمادی ابزار حیرت فیزیکدانان را فرآهم آورده است.
پروفسور «جرالد گابریلز» عضو موسسه‌ی ACME و استاد دانشگاه نورث وسترن، می‌گوید: «مدل استاندارد به نحوی که الان مطرح می‌شود، نمی‌تواند درست باشد؛ چرا که نمی‌تواند دلیل وجود جهان را پیش‌بینی کند. این موضوع ایراد بسیار بزرگی است.»
در تلاش برای تصحیح مدل استاندارد، مدل‌های جایگزین متعدد دیگری اینگونه پیش‌بینی می‌کنند که الکترون علیرغم اینکه به نظر کروی یکنواخت می‌رسد، در واقع نامتقارن است. یکی از این مدل‌ها، مدل «فوق متقارن» نامیده می‌شود. در این مدل فرض می‌شود که ذرات سنگین زیراتمیِ ناشناخته باعث تأثیر بر روی الکترون می‌شوند و شکل کاملاً کروی آن‌را عوض می‌کنند. این پدیده‌ی ناشناخته «لحظه‌ی دوقطبی الکتریکی» نامیده می‌شود.
این ذرات ناشناخته‌ی سنگین می‌توانند دلیل تعداد زیادی از رموز موجود در جهان باشند و شاید بتوانند توضیح دهند که چرا جهان به جای پادماده از ماده ساخته شده است. پروفسور گابریلز می‌گوید: «تقریباً همه‌ی مدل‌های جایگزین مدل استاندارد می‌گویند که بار الکترون می‌تواند تحت فشار و له‌شدگی قرار گیرد، ولی برای ما این موضوع اثبات نشده است. به همین دلیل تصمیم گرفتیم تا با دقت بسیار بیشتر از قبل این موضوع را بررسی کنیم.»
محققین ACME این سوال را با تاباندن پرتویی از مولکول‌های اکسید توریوم درون محفظه‌ای به اندازه‌ی یک میز بزرگ بررسی کردند. سپس نور منتشر شده از مولکول‌ها را بررسی کردند. نور تابیده شده، نشان دهنده‌ی لحظه‌ی دوقطبی الکتریکی بود. محققین نتیجه گرفتند وقتی که نور تابیده نمی‌شود؛ شکل الکترون در حقیقت گرد است و پیش‌بینی‌های مدل استاندارد را تایید کردند.
وقتی که هیچ‌گونه شواهدی مبنی بر وجود لحظه‌ی دوقطبی الکتریکی نباشد، یعنی هیچ‌گونه شواهدی درباره‌ی فرضیه‌ی ذرات سنگین‌تر نیز وجود ندارد. پروفسور گابریلز می‌گوید: «اگر ما کشف می‌کردیم که شکل الکترون گرد نیست، می‌توانستیم آن‌را بزرگ‌ترین دستاورد فیزیک در دهه‌های گذشته بدانیم. البته اکنون نیز یافته‌های ما از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. چرا که این یافته‌ها اعتبار مدل استاندارد را در فیزیک ذرات بیشتر می‌کند و دیگر مدل‌ها را پس می‌زند.»
پروفسور «دیوید دیمیل» از دانشگاه ییل و عضو موسسه‌ی ACME اضافه می‌کند: «نتایج به‌دست آمده توسط ما به جامعه‌ی جهانی اعلام می‌کند که باید در مورد فرضیه‌های جایگزین تجدید نظر کرد.»
دکتر «جان دویل» از دانشگاه هاروارد و عضو موسسه‌ی ACME، می‌گوید: «این کشف، پیشرفت حیرت‌انگیزی در فیزیک ذرات به حساب می‌آید. اندازه‌گیری‌های انجام شده در فضای اتاق و همچنین در نظر گرفتن اندازه‌های کوانتومی کمک کرد تا مرزهای فیزیک ذرات را جابه‌جا کنیم و تئوری‌های پیش‌رو درباره‌ی وجود ماده در جهان را در معرض آزمایش قرار دهیم.»
نوشته: SciNews
ترجمه: امید محمدی – مجله علمی ایلیاد