27.05.2011 11:56
Mis kujuga on elektron?
Seni täpseim elektroni kuju mõõtmine näitas, et see on
peaaegu täiuslikult kerajas.
Aatomituumade ümber tiirlevad elektronid on negatiivse
laenguga elementaarosakesed.
Ajakirjas Nature avaldatud uuringus kirjutavad Londoni
kuningliku kolledži teadlased, et elektron on peaaegu täiuslikult ümmargune.
Kui kujutada ette, et elektron oleks päikesesüsteemi suurune, siis jääks selle
erinevus täiuslikust kerast juuksekarva läbimõõdu piiresse.
Uuringu juhtiva autori Jony Hudsoni sõnul kujutavad
inimesed tavaliselt ette, et elektron on ümmargune nagu pall. Osa uuemaid
füüsikateooriaid spekuleerib aga, et see siiski ei ole ümmargune. Seepärast
kavandas Hudson koos kolleegidega eksperimendi, et seda ülitäpselt kontrollida.
Praegust parimat aatomitest väiksemate osakeste vaheliste
vastasmõjude teooriat tuntakse standardmudelina. Selle järgi peaks elektron
olema peaaegu täiuslikult ümmargune, kuid standardmudel ise on mittetäielik.
Standardmudel ei selgita, kuidas töötab gravitatsioon ega
suuda selgitada ka teisi nähtusi universumis.
Muna menüüst välja
Seepärast on füüsikud üritanud seda mudelit edasi
arendada. Üks raamistik, mis üritab seletada väljapoole standardmudeli piire
jäävat füüsikat, on supersümmeetria, mis ennustab, et elektron võib olla hoopis
munakujuline.
Teadlased rõhutavad, et uus vaatlus ei välista
supersümmeetriat, kuid ka ei toeta seda.
Hudson loodab mõõtmistulemuste täpsust viie aastaga
neljakordistada. Selleks ajaks peaks tema juhitud rühm olema suuteline võtma
lõpliku seisukoha supersümmeetria ning osade teiste väljaspool standardmudeli
piire füüsikat seletavate teooriate õigsuse osas.
Hudsoni sõnul nad kas on viie aasta pärast moondunud
elektroni näinud ja supersümmeetria teooria vastab tõele, või nad ei ole seda
näinud ja supersümmeetria teooria on vale.
Hudsoni mõõtmistulemused on hetkel varasemate elektroni
kuju välja selgitada üritanud katsete tulemustest kaks korda täpsemad.
Tulevikuväljavaated
Michigani ülikooli professori Aaron Leanhardti sõnul ei
muuda see iseenesest teadlaste arusaamu aatomist väiksemate osakeste füüsika
kohta.
Samas on väljavaade täpsemate mõõtmiste abil praeguste
osakestefüüsika teooriate kohta rohkem kinnitust saada tekitanud teadlaste seas
elevust.
Leanhardti sõnul ei muuda kaks korda täpsem mõõtmine
füüsikute seas üldist arvamust. Samas ta lisas, et täpsemad mõõtmised võivad
hakata piirama võimalike teooriate, Euroopa tuumauuringute keskuses (CERN)
asuva Suure hadronite põrguti võimalike avastuste ja loodetavate
kosmosevaatluste tulemuste ringi.
Praegused teooriad väidavad ka seda, et kui elektron on
enamvähem ümmargune, siis peaks ainet ja antiainet olema võrdses koguses.
Siiani
on astronoomid oma vaatlustes näinud aga
universumit, mis koosneb suuremas osas ainest. Seda saaks selgitada, kui
elektron osutuks standardmudeli poolt ennustatust munakujulisemaks.